Необходимо зарегистрироваться, чтобы получить доступ к полным текстам статей и выпусков журналов!
- Название статьи
- Физико-химические факторы жаропрочности сплавов на основе многих тугоплавких металлов: введение в проблему
- 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
Гусаков Максим Сергеевич gusakov_m@mail.ru, канд. техн. наук, начальник Комплекса "Металлические материалы", АО «Композит», г. Королев, Московская обл., Россия
- В разделе
- КОНСТРУКЦИОННЫЕ И ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
- Ключевые слова
- жаропрочные сплавы / тугоплавкие металлы / пластичность / правила Юм-Розери / конфигурационная энтропия / когезивная прочность / гетерофазная структура
- Год
- 2022 номер журнала 3 Страницы 25 - 35
- Индекс УДК
- 669.017
- Код EDN
- MAAJOG
- Код DOI
- 10.52190/2073-2562_2022_3_25
- Финансирование
- Тип статьи
- Научная статья
- Аннотация
- Сформулированы основные критерии жаропрочности нового поколения жаропрочных сплавов - высокая температура плавления Тпл ³ 2000 оС, деформируемость при комнатной температуре и способность к формированию жаропрочной гетерофазной структуры. Требование Тпл ³ 2000 оС приводит к необходимости разработки сплавов на основе тугоплавких металлов и соединений, и одним из наиболее перспективных направлений развития таких работ является создание жаропрочных сплавов (ЖС) на основе многих тугоплавких металлов в отличие от сплавов на основе одного тугоплавкого элемента. Показано, что для выполнения критерия пластичности необходимо использовать тугоплавкие сплавы, в кристаллических структурах которых атомы характеризуются полностью металлической связью. Основой легирования таких сплавов является система (Ti, Zr, Hf) с объемно-центрированной кубической (ОЦК) решеткой, для стабилизации которой сплавы необходимо дополнительно легировать Ta и Nb. Анализируются физико-химические свойства твердых растворов системы (Ti, Zr, Hf)-(Ta, Nb) путем расчета параметров Юм-Розери, конфигурационной энтропии, когезивной прочности, температуры плавления, плотности, оценки склонности к хладноломкости. Рассмотрены варианты гетерофазных структур в ЖС на основе многих тугоплавких металлов.
- Полный текст статьи
- Для прочтения полного текста необходимо купить статью
- Список цитируемой литературы
-
Каблов Е. Н. Литые лопатки газотурбинных двигателей. - М.: Изд. МИСИС, 2001. - 632 с.
Sims C. T., Stoloff N. S., Hagel W. C. et al. Superalloys II: High-Temperature Materials for Aerospace and Industrial Power // New-York, John Wiley, and Sons, 1987. - 640 p.
Reed R. C. The Superalloys. Fundamentals and Applications // Cambridge: Cambridge University Press, 2006. - 372 р.
Справочник по конструкционным материалам. - М.: Изд. МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2005. - 640 с.
Савицкий Е. М., Бурханов Г. С. Металловедение тугоплавких металлов и сплавов. - М.: Наука, 1967. - 323 с.
Колачев Б. А., Елагин В. И., Ливанов В. А. Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов. - М.: Изд. МИСИС, 2001. - 416 с.
Yeh J. W. Recent progress in high-entropy alloys // European J. Control. December 2006. V. 31(6). P. 633-648. DOI: 10.3166/acsm.31.633-648.
Разумовский И. М., Береснев А. Г., Логачёва А. И., Разумовский М. И., Бокштейн Б. С., Родин А. О. Сплавы на основе многих тугоплавких металлов - новое поколение жаропрочных композиционных материалов // Конструкции из композиционных материалов. 2019. № 1. С. 45-50.
Киттель Ч. Введение в физику твёрдого тела // Пер. с англ. под общей ред. Гусева А. А. - М.: Наука, 1978. - 792 с.
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. P. 18-24.
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. Article ID 9383981.
Логачева А. И, Логачев И. А., Разумовский В. И., Косырев К. Л., Разумовский И.М. Разработка теоретической процедуры оценки сбалансированности химического состав жаропрочного титанового сплава нового поколения и создание на этой основе методики оптимизации составов титановых сплавов // Титан. 2012. № 4. С. 27-31.
Hume-Rothery W., Raynor G. V. The Structure of Metals and Alloys // The Institute of Metals. Printed in Great Bri- tain, 1962. - 380 p.
Massalski T. B. Structure and stability of alloys // ed. by. Cahn R. W., Haasen P. Physical Metallurgy. Elsevier Science, 1996. P. 135-204.
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.
Хансен М., Андерко К. Структуры двойных сплавов. - М.: Изд. лит. по черной и цветной металлургии, 1962. - 608 c.
Saad Sheikh, Samrand Shafeie, Qiang Hu, Johan Ahlstrom, Christer Persson, Jaroslav Vesely Jiri Zyka, Uta Klement, Sheng Guo. Alloy design for intrinsically ductile refractory high-entropy alloys // J. Applied Physics. 2016. V. 120. № 16. DOI: 10.1063/1.4966659.
Wu Y. D., Cai Y. H., Wang T., Si J. J., Zhu J., Wang Y. D., Hui X. D. A Refractory Hf25Nb25Ti25Zr25 high-entropy alloy with excellent structural stability and tensile properties // Materials Letters. 2014. V. 130. Р. 277-280.
Senkov O. N., Scott J. M., Senkova S. V., Miracle D. B., Woodward C. F. Microstructure and room temperature properties of a high-entropy TaNbHfZrTi alloy // J. Alloys and Compounds. 2011. V. 509. Р. 6043-6048.
Senkov O. N., Scott J. M., Senkova S. V., Meisenkothen F., Miracle D. B., Woodward C. F. Microstructure and elevated temperature properties of a refractory TaNbHfZrTi alloy // J. Mater. Sci. 2012. V. 47. Р. 4062-4074. DOI: 10.1007/s10853-012-6260-2.
Senkov O. N., Semiatin S. L. Microstructure and Properties of a Refractory High-Entropy Alloy after Cold Working // J. Alloys and Compounds. 2015. DOI: 10.1016/j.jallcom. 2015.07.209.
Senkov O. N., Pilchak A. L., Semiatin S. L. Effect of Cold Deformation and Annealing on the Microstructure and Tensile Properties of a HfNbTaTiZr Refractory High Entropy Alloy // Metallurgical and Materials Transactions. 2018. V. 49A. P. 2876-2892. <https://doi.org/10.1007/s11661-018-4646-8>.
Портной В. К., Леонов А. В., Гусаков М. С., Логачев И. А., Федотов С. А. Получение высокотемпературных мультикомпонентных сплавов методом механохимического синтеза тугоплавких элементов // Неорганические материалы. 2019. Т. 55. № 2. С. 219-223.
Málek J., Zýka J., Luká F., Vilémová M., Vlasák T., Cížek J., Melikhova O., Machácková A., Kim H.-S. The Effect of Processing Route on Properties of HfNbTaTiZr High Entropy Alloy // Materials 2019. V. 12. № 23. P. 4022. DOI: 10.3390/ma12234022.
Chien-Chang Juan, Ko-Kai Tseng, Wei-Lin Hsu, Ming-Hung Tsai, Che-Wei Tsai, Chun-Ming Lin, Swe-Kai Chen, Su-Jien Lin, Jien-Wei Yeh. Solution strengthening of ductile refractory HfMoxNbTaTiZr high entropy alloys // Materials Letters. 2016. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://dx.doi.org/10.1016/j.matlet. 2016.03.133.
Литейные жаропрочные сплавы. Эффект С. Т. Кишкина: науч.-тех. сб. / под ред. Каблова Е. Н. - М.: Наука, 2006. - 272 с.
Бокштейн С. З., Гинзбург С. С., Разумовский И. М., Кишкин С. Т., Строганов Г. Б. Авторадиография поверхностей раздела и структурная стабильность сплавов. - М.: Изд. Металлургия, 1987. - 270 с.
Lifshitz I. M., Slyozov V. V. The kinetics of precipitation from supersaturated solid solutions // J. Phys. Chem. Solids 1961. V. 19. Р. 35-50. [Электронный ресурс]. Режим доступа: <https://doi.org/10.1016/0022-3697(61)90054-3>.
Светлов И. Л. Высокотемпературные Nb-Si композиты // Материаловедение. 2010. № 9. C. 29-38.
Xu Q., Chen D., Tan C., Bi X., Wang Q., Cui H., Zhang S., Chen R. NbMoTiVSix refractory high entropy alloys strengthened by forming BCC phase and silicide eutectic structure // J. Materials Science & Technology 2021. V. 60. Р. 1-7.
Liu C. T., Zhu J. H., Brady M. P., McKamey C. G., Pike L. M. Physical metallurgy and mechanical properties of transition-metal Laves phase alloys. // Intermetallics. 2000. V. 8. Р. 1119-1129.
Brady M. P., Zhu J. H., Liu C. T., Tortorelli P. F., Walker L. R., McKamey C. G., Wright J. L., Carmichael C. A., Larson D. J., Miller M.., Porter W. D. Intermetallic reinforced Cr alloys for high-temperature use // Materials at High Temperatures. 1999. V. 16. № 4. Р. 189-193.
Fazakas É., Zadorozhnyy V., Varga L. K., Inoue A., Louzguine-Luzgin D. V., Fuyang Tian, Vitos L. Experimental and theoretical study of Ti20Zr20Hf20Nb20X20 (X = V or Cr) refractory high-entropy alloys // Int. J. Refractory Metals and Hard Materials. 2014. V. 47. Р. 131-138.
Senkov O. N., Woodward C. F. Microstructure and properties of a refractory NbCrMo0.5Ta0.5TiZr alloy // Materials Science and Engineering A. 2011. V. 529. Р. 311-320.
Zhang Y., Liu Y., Li Y., Chen X. Zhang, H. Microstructure and mechanical properties of a refractory HfNbTiVSi0.5 high entropy alloy composite // Materials Letters. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://dx.doi.org/10.1016/j.matlet. 2016.03.092.
- Купить
- 500.00 руб
