Исследование и разработка жаропрочных материалов на основе алюминидов никеля

• Автор: Дроздов, Андрей Александрович
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 133 с. : ил.

Оглавление
Введение

Глава Алюминиды никеля основа для создания

конструкционных жаропрочных сплавов нового поколения.

1.1 Пластичность и вязкость разрушения алюминидов никеля и сплавов на их основе.

2 Повышение характеристик прочности алюминидов

никеля и сплавов на их основе.

Глава 2. Способы получения сплавов и методы

исследования их структуры и свойств.

2.1 Получение ру сплавов на основе МА системы МАСо и их термическая обработка.

2.2 Сплавы на основе 3А1.

2.3 Методы исследования структуры, фазового
состава и свойств.
Глава 3. Диаграммы состояния систем МАГЛЭ где ЛЭ легирующий элемент или фаза основа выбора состава термостабильных жаропрочных сплавов и композитов.
3.1 Система АК.
3.2 Тройные диаграммы состояния систем ИАМе Меметалл или металлоид групп периодической системы.
3.2.1 Твердые растворы на основе алюминидов никеля.
3.2.2 Классификация систем А1Ме.
3.2.3 Фазы, находящиеся в равновесии с алюминидами никеля.
Оценка возможности использования легирования для повышения жаропрочности и низкотемпературной пластичности 1М1А1. Термическая стабильность сплавов на основе зА1.
Строение сплавов серии ВКНА.
Сравнительное исследование сплавов на основе зА1 и никелевых жаропрочных сплавов. Исследование структуры и свойств и разработка РА1у1М0сллавов на основе системы 11ьА1Со. Структура и свойства Русплавов системы А1Со.
Влияние легирования на фазовый состав и свойства русплавов системы МьА1Со.
Структура и фазовые превращения в сплавах системы А1СоМе.
Свойства сплавов системы 1ПА1СоМе.
Основные выводы по работе
Литература


Анализ данных о свойствах, имеющихся в распоряжении материаловедов, жаропрочных материалов на основе тугоплавких металлов (Л/, Мо, N6, Та), интерметаллидов, керамик и композиционных материалов показал, что наиболее перспективными для замены в ряде конструкций ГН-суперсплавов являются легкие материалы на основе интерметаллидов (ИМ), особенно, алюминидов переходных металлов с упорядоченной структурой, имеющих более высокие температуры плавления и низкую плотность. Большой интерес представляют сплавы на основе алюминидов никеля №зА1 (Тпл = °С; плотность р~7,5 г/см3) и №А1 (Тпл = °С; плотность р~5,9 г/см3), которые, в отличие от Ыьсуперсплавов, не нуждаются или нуждаются в меньшей степени в защите от окисления, благодаря более высокому содержанию А1. Кроме того, возможно изготовление из них полуфабрикатов и изделий сложной формы в рамках хорошо отработанного технологического процесса получения и обработки №-суперсплавов. Наиболее продвинутыми являются низколегированные сплавы на основе интерметаллида №3А1 с ГЦК упорядоченной типа И0 кристаллической структурой, рабочие температуры которых на 0-Т°С выше рабочих температур никелевых суперсплавов. ВКНА, разработанные в ФГУП «ВИАМ» В. П, Бунтушкиным с сотрудниками совместно с сотрудниками ИМЕТ РАН, обладают благоприятным сочетанием пластичности при низких и средних температурах и жаропрочности при температурах выше °С. Что касается сплавов на основе более тугоплавкого моноалюминида никеля №А1 с ОЦК упорядоченной типа В2 кристаллической структурой, то для создания этих материалов необходимо преодолеть два его основных недостатка: низкотемпературную хрупкость и относительно невысокую жаропрочность при рабочих температурах. Для разработки легких жаропрочных конструкционных материалов на основе интерметаллидов представляло интерес выявить причины повышенной термостабильности при рабочих температурах выше °С малолегированных сплавов на основе №зА1 и разработать пути повышения низкотемпературной пластичности и жаропрочности сплавов на основе №А1. В связи с эти в работе были сформулированы цель и задачи исследования. Целью работы являлась разработка принципов создания легких, пластичных, термически стабильных, жаропрочных конструкционных сплавов на основе алюминидов никеля с Траб > Траб №-сплавов. А1 и разработка базового сплава на основе №А1, в котором реализованы принципы повышения низкотемпературной пластичности и жаропрочности. ГЛАВА 1. Алюминиды никеля - основа для создания конструкционных жаропрочных сплавов нового поколения. Важным направлением развития современного материаловедения является разработка конструкционных материалов для работы при высоких температурах. Одними из наиболее перспективных высокотемпературных материалов являются интерметаллиды (ИМ), которые по своим характеристикам занимают промежуточное положение между жаропрочными металлическими сплавами и керамикой. Итерметаллиды обладают хорошим сочетанием жаропрочности и жаростойкости, относительно низкой плотностью, большей пластичностью и вязкостью разрушения (рис. ОгСтабил из. Рис. Вязкость разрушения некоторых интерметаллидов, керамик и конструкционных сплавов тугоплавких металлов. Однако ИМ уступают суперсплавам по низкотемпературной пластичности. Высокое сопротивление многих ИМ окислению при повышенных температурах обеспечивается наличием в их составе элементов, образующих защитные оксидные слои. Т °Г 'пл. Рис. Корреляция между величиной модуля сдвига ИМ при °С и температурой их плавления. До>^ . Известны почти 0 двойных ИМ с температурой плавления (Тпл) свыше сС (<°С) и более с Тпл = . С [1, 2]. Наиболее тугоплавкие из них имеют более высокие (рис. Е) Юнга (1. ГПа) и сдвига (в). Плотность ИМ колеблется в широких пределах от 2, до. ИМ имеют упорядоченную кристаллическую структуру различных типов ( структурный тип) [3]. СВС), процессы горячего изотермического компактирования и деформации, прокатка, штамповка и др. Наиболее перспективными для высокотемпературного пременения являются соединения алюминия с переходными металлами, среди которых повышенное внимание привлекают алюминиды никеля (№зА1, №А1) и титана (Т1А1, Т1зА1). Некоторые характеристики этих ИМ в сравнении с таковыми для № и Т суперсплавов и некоторых других нетрадиционных материалов приведены в таблице 1.