Особенности структуры и свойств модифицированных жаропрочных сплавов

Abstract

RU: Цель. Целью данной работы является исследование влияния модифицирования нанодисперсными композициями на формирование структуры и повышение свойств жаропрочного никелевого сплава ЖС3ДК-ВИ, установлениювзаимосвязи структуры сплава с механическими свойствами. Методика. Применены современные методы исследований: металлографический и энергодисперсионный анализы, измерение комплекса механических свойств. Все исследования проведены на стандартизованном оборудовании. Результаты. Установлено, что использование комплексных нанодисперсных модификаторов позволяет активно влиять на дисперсность макро- и микроструктуры, механические свойства жаропрочных никелевых сплавов. Обработка расплава жаропрочного никелевого сплава ЖС3ДК-ВИ комплексным модификатором позволяет получить однородную мелкозеренную структуру и высокий комплекс механических свойств никелевого сплава. Научная новизна. Обработка расплава разработанным комплексным модификатором способствует измельчению зерна сплава ЖС3ДК-ВИ в 6.. .10 раз, повышению дисперсности структурных составляющих в 3.. .4 раза и равномерному их распределению в объеме зерен. Это позволило повысить предел прочности сплава об на 8 .1 0 %, предел текучести 00,2 - на 10.13 %, относительное удлинение 5 - на 19.21 %, ударную вязкость KCU - на 40.44 %. Впервые установлено образование переходного слоя между упрочняющими фазами Ti(C,N) и матрицей никелевого сплава, в котором содержание W и Mo превышает их содержание в матрице. Образование переходного слоя обусловлено диффузией основных легирующих элементов и обеспечивает надежную связь упрочняющих фаз с матрицей сплава. Переходной слой препятствует диффузии титана из карбонитрида титана в матрицу, обеспечивая стабильность фаз и эффективность упрочнения сплава ЖС3ДК-ВИ при повышенных температурах. Практическая значимость. Разработаны температурно-временные параметры наномодифицирования сплава ЖС3ДК-ВИ: температура модифицирования составляла 1630.1650 ± 10оС; время действия модификатора в расплаве составляло 3 .5 минут. На основании результатов проведенных исследований разработаны технологические рекомендации по получению модифицированного никелевого сплава ЖС3ДК-ВИ с повышенным комплексом механических свойств. Разработана технологическая инструкция по выплавке сплава ЖС3ДК-ВИ с применением наномодификатора.

UK: Мета. Метою даної роботи є дослідження впливу модифікування нанодисперсними композиціями на формування структури та підвищення властивостей жароміцного нікелевого сплаву ЖС3ДК-ВІ, встановленню взаємозв'язку структури сплаву з механічними властивостями. Методика. Застосовані сучасні методи досліджень: металографічний та енергодисперсійний аналізи, вимірювання комплексу механічних властивостей. Всі дослідження проведені на стандартизованому обладнанні. Результати. Встановлено, що використання комплексних нанодисперсних модифікаторів дозволяє активно впливати на дисперсність макро- і мікроструктури, механічні властивості жароміцних нікелевих сплавів. Обробка розплаву жароміцного нікелевого сплаву ЖС3ДК-ВІ комплексним модифікатором дозволяє отримати однорідну структуру та високий комплекс механічних властивостей нікелевого сплаву. Наукова новизна. Обробка розплаву розробленим комплексним модифікатором сприяє подрібненню зерна сплаву ЖС3ДК-ВІ в 6...10 разів, підвищенню дисперсності структурних складових в 3...4 рази і рівномірному їх розподілу в об'ємі зерен. Це дозволило підвищити межу міцності сплаву ав на 8...10 %, межу текучості аод - на 10...13 %, відносне подовження 5 - на 19...21 %, ударну в'язкість KCU - на 40...44 %. Вперше встановлено утворення перехідного шару між зміцнюючими фазами Ti(C,N) і матрицею нікелевого сплаву, в якому вміст W і Mo перевищує їх вміст в матриці. Утворення перехідного шару обумовлено дифузією основних легуючих елементів і забезпечує надійний зв'язок зміцнюючих фаз з матрицею сплаву. Перехідний шар перешкоджає дифузії титану з карбонітрида титану в матрицю, забезпечуючи стабільність фаз та ефективність зміцнення сплаву ЖС3ДК-ВІ при підвищених температурах. Практична значимість. Розроблено температурно-часові параметри наномодифікування сплаву ЖС3ДК-ВІ: температура модифікування становила 1630... 1650 ± 10оС; час дії модифікатора в розплаві складав 3...5 хвилин. На підставі результатів проведених досліджень розроблено технологічні рекомендації з отримання модифікованого нікелевого сплаву ЖС3ДК-ВІ з підвищеним комплексом механічних властивостей. Розроблено технологічну інструкцію з виплавки сплаву ЖС3ДК-ВІ із застосуванням наномодифікатору.

EN: The Aim. The aim of this work is to study the effect of modifying microdispersible composition on the structure and improving the properties of heat-resistant nickel alloy ZhS3DK-VI, networking structure of the alloy mechanical properties. Methods. Applying modern methods of research: metallographic and energy dispersive analysis, measurement of the mechanical properties of the complex. All studies were performed on standardized equipment. The Results. Found that the use of complex nanodispersed modifiers allows you to actively influence the dispersion of macro- and microstructure, mechanical properties, heatresistant nickel alloys. Processing molten heat-resistant nickel alloy ZhS3DK-VI complex modifier allows a uniform melkozerennuyu structure and mechanical properties of complex high nickel alloy. Scientific novelty. Melt Treatment developed complex modifier promotes grain refinement alloy ZhS3DK-VI 6 ... 10 times, improve dispersion of structural components in 3 ... 4 times and uniform distribution in the amount of grains. It is possible to increase the ultimate strength Rm of the alloy at 8 ... 10%, yield a0,2 - 10 ... 13%, elongation 5 - 19 ... 21%, the toughness KCU - 40 ... 44%. First established between the formation of the transition layer of reinforcing phases Ti (C, N) and a matrix of a nickel alloy, wherein the content of W and Mo contents exceed their matrix. Education of the transition layer due to the diffusion of the main alloying elements and provides a reliable connection with hardening phases of the alloy matrix. Transition layer prevents diffusion of titanium in the titanium carbonitride matrix to provide phase stability and efficiency of work hardening alloy ZhS3DK-VI at elevated temperatures. The practical significance. Developed temperature-time parameters nanomodifitsirovaniya ZhS3DK-VI alloy temperature modification was in 1630 ... 1650 ±10 ° C; duration modifier in the melt is 3 ... 5 minutes. Based on the results of the research developed technological advice on the preparation of modified nickel alloy ZhS3DK-VI with Enhanced mechanical properties. The technological instruction melting alloy ZhS3DK-VI using nanomodifier.