Необходимо зарегистрироваться, чтобы получить доступ к полным текстам статей и выпусков журналов!
- Название статьи
- Современные тенденции развития порошковой металлургии: разработка и производство жаропрочных сплавов
- Авторы
- Логачёва Алла Игоревна ailogacheva@yandex.ru, канд. техн. наук; начальник отдела, ОАО "Композит", г. Королев, Московская обл., Россия
Разумовский Игорь Михайлович razigor43@gmail.com, д-р физ.-мат. наук; главный научный сотрудник, профессор, АО «Композит», г. Королев, Московская обл., Россия
Береснев Александр Германович BERESNEV1961@yandex.ru, д-р техн. наук; генеральный директор, АО «Композит», г. Королев, Московская обл., Россия
Разумовский Михаил Игоревич razmikhail@yandex.ru, инженер, АО «Композит», г. Королев, Московская обл., Россия
Логачев Иван Александрович ivan@logachev.biz, канд. техн. наук, начальник отдела, АО «Композит», г. Королев, Московская обл., Россия
Марьин Сергей Сергеевич Sergei-Marin@mail.ru, инженер, аспирант, АО «Композит»; ГБОУ ВО МО «Технологический университет имени дважды Героя Советского Союза летчика-космонавта А. А. Леонова», г. Королев, Московская обл., Россия
- В разделе
- КОНСТРУКЦИОННЫЕ И ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
- Ключевые слова
- порошковая металлургия / жаропрочные сплавы / теория легирования / границы зерен / поры / покрытия / аддитивные объекты
- Год
- 2021 номер журнала 2 Страницы 29 - 40
- Индекс УДК
- 669.018.44
- Код EDN
- Код DOI
- 10.52190/2073-2562_2021_2_29
- Финансирование
- Тип статьи
- Научная статья
- Аннотация
- Проанализированы теоретические вопросы легирования порошковых сплавов и показана эффективность применения методов количественной обработки изображений микроструктуры в целях использования их при создании жаропрочных сплавов. В области теории легирования сплавов основное внимание уделено принципам локального изменения химического состава границ зерен (ГЗ) в компактированном состоянии для повышения когезивной прочности границ. Изложены методология расчета и экспериментального определения коэффициента сегрегации легирующих элементов и примесей на ГЗ и принципы выбора "малолегирующих" элементов, укрепляющих ГЗ в сплавах. В качестве примера использования теории приведены результаты испытаний опытного титанового сплава. Показано, что количественный анализ изображения микроструктуры в сканирующем электронном микроскопе позволяет оптимизировать параметры γ-γ'-микроструктуры и повысить показатели долговечности и малоцикловой усталости порошкового сплава ЭП741НП. Особое внимание уделено количественному анализу характеристик микропористости в защитных покрытиях и структуре объектов, полученных с помощью аддитивных технологий.
- Полный текст статьи
- Для прочтения полного текста необходимо купить статью
- Список цитируемой литературы
-
Бокштейн С. З., Гинзбург С. С., Разумовский И. М., Кишкин С. Т., Строганов Г. Б. Авторадиография поверхностей раздела и структурная стабильность сплавов. - М.: Металлургия, 1987. - 270 с.
Бокштейн Б. С. Диффузия в металлах. - М.: ЛЕНАНД, 2019. - 248 с.
Каблов Е. Н. Литые лопатки газотурбинных двигателей. - М.: МИСиС, 2001. - 632 с.
50 лет впереди своего века: сб. статей / под ред. Коптева Ю. Н. - М.: Российское космическое агентство, 1998. - 255 с.
Береснев А. Г., Логунов А. В., Логачева А. И., Разу-мовский И. М. Порошковые и гранульные материалы // Технология металлов. 2009. № 12. С. 24-37.
Логачева А. И. Комплексная технология изготовления трубчатых тонкостенных элементов различной конфигурации методом порошковой металлургии для производства деталей из конструкционных и функциональных сплавов на основе титана и никеля для изделий ракетно-космической техники: дисс. … д-ра техн. наук. - М.: ИМЕТ, 2016. - 407 с.
Ильин А. А., Колачев Б. А., Полькин И. С. Титановые сплавы. Состав, структура, свойстваа - М.: ВИЛС-МАТИ, 2009. - 520 с.
Ночовная Н. А., Анташев В. Г., Алексеев Е. Б. Проблемы повышения ресурсных характеристик жаропрочных титановых сплавов // Технология легких сплавов. 2008. № 3. С. 28-33.
Бутрим В. Н. Технологические аспекты повышения свойств и качества полуфабрикатов из сплавов на основе хрома для изделий космической техники // Технология легких сплавов. 2015. № 2. С. 95-104.
Разумовский И. М., Разумовский В. И., Логачев И. А., Родин А. О., Разумовский М. И. Сегрегация тугоплавких металлов на границах зерен жаропрочных сплавов // Металлы. 2020. № 6. С. 59-67.
Razumovskiy V. I., Lozovoi A. Y., Razumovskii I. M. First principles aided design of a new Ni-base superalloy: Influence of transition metal alloying elements on grain boundary and bulk cohesion // Acta Materialia. 2015. V. 82. Р. 369-377.
Razumovskiy V. I., Scheiber D., Butrim V. N., Trushnikova A. S., Varlamova S. B., Razumovskii I. М., Beresnev A. G. New Cr-Ni-Base Alloy for High-Temperature Applications Designed based on First Principles Calculations // Advances in Condensed Matter Physics. 2018. V. 2018. <https://doi.org/10.1155/2018/9383981>
Логачева А. И., Логачев И. А., Разумовский В. И., Разумовский И. М., Косырев К. Л. Разработка теоретической процедуры оценки сбалансированности химического состава жаропрочного титанового сплава нового поколения и создание на этой основе методики оптимизации составов титановых сплавов // Титан. 2012. № 4. С. 27-31.
Rice J. R., Wang J. S. Embrittlement of interfaces by solute segregation // Materials Science and Engineering A. 1989. V. 107. P. 23-40.
Razumovskii I. M., Ruban A. V., Razumovskiy V. I., Logunov A. V., Larionov V. N., Ospennikova O. G., Poklad V. A., Johansson B. New generation of Ni-based superalloys designed on the basis of first-principles calculations // Materials Science and Engineering A. 2008. V. 497. Р. 18-24.
Razumovskiy V. I., Lozovoi A. Y., Ruban A. V., Razumovskii I. М. Analysis of the alloying system in Ni-base superalloys based on ab initio study of impurity segregation to Ni grain boundary // Advanced Materials Research. 2011. V. 278. Р. 192-197.
Киттель Ч. Введение в физику твёрдого тела / Пер. с англ. Гусева А. А., Пахнева А. Г. / под ред. Гусева А. А. - М.: Наука, 1978. - 792 с.
Vitos L. Total-energy method based on the exact muffin-tin orbitals theory // Phys. Rev. B. 2001. V. 64. P. 014107.
Vitos L., Skriver H. L., Johansson B., Kollar J. Application of the exact muffin-tin orbitals theory: the spherical cell approximation // Comp. Mater. Sci. 2000. V. 18. Р. 24-38.
Vitos L. Lecture Notes: The Exact Muffin-Tin Orbitals method. 15 December 2006. Uppsala Graduate School in modern electronic structure theory, for chemists and physicists. - Haggsalen, Angstrom Laboratory, Uppsala, Sweden.
Hohenberg P., Kohn W. Inhomogeneous Electron Gas // Phys. Rev. 1964. V. 136. P. B864.
Kohn W., Sham L. J. Self-Consistent Equations Including Exchange and Correlation Effects // Phys. Rev. 1965. V. 140. P. A1133.
Perdew J. P., Wang Y. Accurate and simple analytic representation of the electron-gas correlation energy // Phys. Rev. B. 1992. V. 45. P. 13244.
Vitos L., Johansson B., Kollar J., Skriver H. L. Local kinetic-energy density of the Airy gas // Phys. Rev. A. 2000. V. 61. P. 52511.
Vitos L., Johansson B., Kollar J., Skriver H. L. Exchange energy in the local Airy gas approximation // Phys. Rev. B. 2000. V. 62. P. 10046.
Wang Y., Perdew J. P. Correlation hole of the spin-polarized electron gas, with exact small-wave-vector and high-density scaling // Phys. Rev. B. 1991. V. 44. P. 13298.
Perdew J. P., Chevary J. A., Vosko S. H., Jackson K. A., Pederson M. R., Singh D. J., Fiolhais C. Atoms, molecules, solids, and surfaces: Applications of the generalized gradient approximation for exchange and correlation // Phys. Rev. B. 1992. V. 46. P. 6671.
Monkhorst H. J., Pack J. D. Special points for Brillouin-zone integrations // Phys. Rev. B. 1972. V. 13. P. 5188.
Blöhl P. E. Projector augmented-wave method //Phys Rev. B. 1994. V. 50. Р. 17953-17979. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.50.17953
Kresse G., Joubert D. From Ultrasoft Pseudopotentials to the Projector Augmented-Wave Method // Phys. Rev. B. 1999. V. 59. № 3. Р. 1758-1775. DOI:10.1103/PhysRevB.591758
Kresse G., Hafner J. Ab Initio Molecular Dynamics for Liquid Metals // Phys. Rev. B. 1993. V. 47. № 1. Р. 558-561. DOI:10.1103/PhysRevB.47.558
Kresse G., Hafner J. Ab Initio Molecular-Dynamics Simulation of the Liquid-Metal-Amorphous-Semicon Ductor Transition in Germanium // Phys. Rev. B. 1994. V. 49. № 20. P. 14251-14269. DOI:10.1103/PhysRevB.49.14251
Kresse G., Furthmuller J. Efficient Iterative Schemes for Ab initio Total-Energy Calculations Using a Plane-Wave Basis Set // Phys. Rev. B. 1996. V. 54. P. 11169-11187. http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevB.54.11169
Береснев А. Г., Кобелева В. Г., Логунов А. В., Логачева А. И., Логачев А. В., Разумовский И. М., Соколов В. С. Жаропрочный титановый сплав. Патент РФ № 2396366. Бюлл. изобретений. 2010, № 22.
Логачев И. А. Исследование режима легирования и процесса плавки жаропрочного титанового сплава СТ6У с целью совершенствования технологии и повышения служебных характеристик готового изделия: дисс. … канд. тех. наук. - М.: МИСиС, 2014. - 150 с.
Береснев А. Г., Логунов А. В., Логачева А. И., Разумовский И. М. Порошковые и гранульные материалы // Технология металлов. 2009. № 12. С. 24-37.
Bokstein B. S., Nikolsky G. S., Smirnov A. N. GRAIN BOUNDARY SEGREGATION OF SB IN CU-SB ALLOYS // Phys. Met. Metallogr. 1991. V. 72. № 2. - 142 p.
Harrison L. Influence of dislocations on diffusion kinetics in solids with particular reference to the alkali halides // Trans. Faraday Soc. 1961. V. 57. P. 1191-1199.
Bokstein B. S., Razumovskii I. M. Grain Boundary Diffusion and Segregation in Interstitial Solid Solutions Based on BCC Transition Metals: Carbon in Niobium // INTERFACE SCIENCE. 2003. № 11. P. 41-49.
Razumovskiy V. I., Divinski S. V., Romaner L. Solute segregation in Cu: DFT vs. Experiment // Acta Materialia. 2018. V. 147. Р. 122-132.
Strudel J.-L. Mechanical properties of multiphase alloys: Physical metallurgy / Ed. by Cahn R. W., Haasen P. - Netherlands. Elsevier Science, 1996. V. III. P. 2105-2206. <https://doi.org/10.1016/B978-044489875-3/50030-2>
Колачев Б. А., Елагин В. И., Ливанов В. И. Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов. - М.: МИСиС, 2005. - 432 с.
Быков Ю. Г., Разумовский И. М. Исследование влияния дисперсности микроструктуры на механические свойства жаропрочного никелевого сплава // Перспективные материалы. 2010. № 1. С. 10-15.
Razumovskii I. M., Bykov Y. G., Beresnev A. G., Poklad V. A., Razumovskiy V. I. Effect of the Particle Size of γ¢ Phase on the Mechanical Properties of Ni base Superalloy // Advanced Mat. Research. 2011. V. 278. P. 96-101.
Береснев А. Г., Маринин С. Ф., Разумовский И. М., Бутрим В. Н., Тихонов А. А. Горячее изостатическое прессование монокристаллических лопаток газотурбинных двигателей с защитными композиционными покрытиями // Конструкции из композиционных материалов. 2014. № 2. С. 20-23.
Абраимов Н. В., Елисеев Ю. С. Химико-термиче-ская обработка жаропрочных сталей и сплавов. - М.: Интермет Инжиниринг, 2001. - 622 с.
Арзамасов Б. Н. Химико-термическая обработка металлов в активизированных газовых средах. - М.: Машиностроение, 1979. - 224 с.
Тамарин Ю. А. Жаростойкие диффузионные покрытия лопаток ГТД. - М.: Машиностроение, 1979. - 136 с.
Береснев А. Г. Влияние горячего изостатического прессования на структуру и свойства литых поликристаллических лопаток газотурбинных двигателей из жаропрочных никелевых сплавов // Металлы. 2012. № 3. С. 48-56.
Абраимов Н. В., Терехин А. М., Шкретов Ю. П. Структурные изменения в алюминидном покрытии на сплаве ЖС32 при баротермической обработке // Коррозия: материалы, защита. 2008. № 9. С. 23-29.
Каблов Е. Н. Настоящее и будущее аддитивных технологий // Металлы Евразии. 2017. № 1. С. 2-6.
Логачева А. И., Сентюрина Ж. А., Логачев И. А. Аддитивные технологии производства ответственных изделий из металлов и сплавов // Перспективные материалы. 2015. № 5. С. 5-15.
Зленко М. А., Попович А. А., Мутылина И. Н. Аддитивные технологии в машиностроении. - С-Петербург: СПбГУ, 2013. - 221 с.
Береснев А. Г., Разумовский И. М. Горячее изостатическое прессование для аддитивного производства // Аддитивные технологии. 2017. № 4. С. 50-54.
Береснев А. Г., Разумовский И. М. Горячее изостатическое прессование изделий, получаемых с помощью аддитивных технологий: сб тез. Междунар. конф. "Синтез и консолидация порошковых материалов". 23-26 октября 2018 г., Черноголовка. - М.: ТОРУС ПРЕСС, 2018. С. 193-199. DOI: 10.30826/SCPM2018042
Morokoshi S., Masao H., Yagura H., Yamomoto Y., Fujikawa T. Mechanical Properties of Ti-6Al-4V Materials Prepared by Additive Manufacturing Technology and HIP Process: Proc. 11th Int. Conf. on Hot Isostatic Pressing. 2014, Stockholm. P. 398-404.
Оспенникова О. Г., Мин Л. Г., Рогалев А. М., Вадеев В. Е. Исследование химического состава, структуры и механических свойств сплава ЭП648, полученного методами деформации, литья по выплавляемым моделям и селективного лазерного сплавления // Вопросы материаловедения. 2020. № 1. С. 44-54.
- Купить
- 500.00 руб
