Влияние легирования на структуру и фазовые превращения в тройных сплавах на основе Ni3 Al

• Автор: Савин, Олег Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 138 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1Л. №3А1 - упорядоченное интерметаллическое соединение
1.2. Диаграммы состояния систем №-А1 и №-А1-Х
1.3. Кинетика превращения "порядок-беспорядок"
1.4. Электросопротивление как метод изучения порядка
ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
2.1. Объект исследования
2.2. Выращивание монокристаллов
2.3. Металлографические исследования
2.4. Электронно-микроскопические исследования
2.5. Рентгеновские исследования
2.6. Расчет степени дальнего порядка
2.7. Методика измерения удельного электросопротивления
2.8. Дифференциальный термический анализ
3. РОСТОВАЯ СТРУКТУРА МОНОКРИСТАЛЛОВ ЛЕГИРОВАННОГО ИНТЕРМЕТАЛЛИДА №3А1. ВЛИЯНИЕ ЛЕГИРОВАНИЯ ТРЕТЬИМ ЭЛЕМЕНТОМ НА ПРОЦЕССЫ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ
3.1. Кристаллизация двойного сплава №3А1
3.2. Кристаллизация тройных сплавов на основе №3А1
3.3. Выводы
4. ВЛИЯНИЕ ЛЕГИРОВАНИЯ ТРЕТЬИМ ЭЛЕМЕНТОМ
НА ФАЗОВЫЕ РАВНОВЕСИЯ В №3А1
4.1. Последовательность фазовых превращений при нагреве и охлаждении двойного сплава №3А1

4.2. Влияние легирования на фазовые равновесия
4.3. Выводы
5. ИССЛЕДОВАНИЕ КИНЕТИКИ УПОРЯДОЧЕНИЯ
№3А1 ПРИ ЛЕГИРОВАНИИ ЕГО ТРЕТЬИМ ЭЛЕМЕНТОМ
5.1. Влияние легирования на степень дальнего порядка
при комнатной температуре
5.2. Исследование кинетики упорядочения тройных сплавов на основе
N13AI методами высокотемпературной рентгенографии
5.3. Определение энергии активации упорядочения и разупорядочения
в легированных сплавах на основе М3АІ
5.4. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. Изучение фазовых превращений, происходящих в сплаве при нагреве и охлаждении, и характерных особенностей их развития во времени, представляет интерес, поскольку эти явления существенно определяют структуру сплава и устойчивость ее к различного рода воздействиям. Существенным вопросом при изучении фазовых превращений является установление фазовых равновесий, поскольку трудно понять развитие превращения в какой-либо системе, не располагая достаточной информацией о возможных в этой системе фазах и их диаграмме равновесия.
Данная работа посвящена исследованию интерметаллического соединения №3А1. Фаза на основе №3А1 является важнейшей составляющей структуры современных сложнолегированных жаропрочных сплавов и ряда композиционных материалов. Соединение №3А1 могло бы найти применение непосредственно в качестве конструкционного жаропрочного материала. Для этого в настоящее время предпринимаются многочисленные попытки повысить пластичность №3А1 путем микро- или макролегирования. Высокотемпературные условия эксплуатации требуют получения изделий из этого сплава в монокристальном состоянии. Но в настоящее время диаграмма состояния даже для двойного сплава №3А1 остается предметом дискуссии. И в то же время нет единого представления о возможных типах тройной диаграммы состояния при легировании соединения №3А1.
Задачей данной работы являлось комплексное исследование фазовых равновесий в упорядоченном интерметаллическом соединении №3А1, легированном третьим элементом, в широком интервале температур, включая жидкое состояние. Особое внимание уделено изучению процесса кристаллизации, поскольку данные о влиянии легирования на этот процесс отрывочны и зачастую противоречивы. В данной работе для исследований

Температуру 1а, при которой нарушается линейный ход электросопротивления, считают температурой начала разупорядочения.
Существуют различные модели, объясняющие отрицательный коэффициент ф/$. Например, уменьшение значений р при нагреве выше можно объяснить, опираясь на теоретические представления, развиваемые в [71]. На рис. 1.16.а. приведена плотность состояний неупорядоченного сплава. Штриховая кривая изображает значения плотности состояний, вычисленные в первом приближении. Сплошная кривая описывает плотность состояний, вычисленную с учетом рассеяния на нескольких атомах (парах атомов в данном
случае). При упорядочении в электронном спектре появляется энергетическая щель в области энергий, соответствующих границе зоны Бриллюэна упорядоченного сплава, рис. 1.16.6. При степени дальнего порядка 5=1 глубина ее максимальна, рис. 1.1 б.в. Заметим, что в данном случае глубина щели не зависит от температуры.
Если степень заполнения такова, что уровень Ферми проходит вдали от энергетической щели, то электросопротивление не чувствует ее появления. Тогда изменение электросопротивления при упорядочении будет связано в основном с изменением процессов рассеяния и экспериментально наблюдается зависимость, аналогичная приведенной на рис. 1.15 для СизАи.
Если степень заполнения такова, что' уровень Ферми проходит вблизи щели, то упорядочение будет сопровождаться уменьшением плотности состояний на уровне Ферми. Величина электросопротивления р в сплаве определяется плотностью состояний на уровне Ферми п(Ер). Но увеличение электросопротивления в данном случае связано не столько с уменьшением п(Ер), захватывающим преимущественно б-состояния, а с уменьшением подвижности з-электронов, в основном ответственных за явления переноса.
При разупорядочении в сплаве №зА1 конечно также имеет место увеличение рассеяния, но изменение характера электронного спектра в этом случае оказывает существенно большее влияние на величину сопротивления,