Кандидат технических наук, мл. науч. сотрудник Научно-учебного центра (НУЦ) СВС МИСиС–ИСМАН
119991, г. Москва, Ленинский пр-т, 4
Cand. Sci. (Eng.), Junior research scientist, Scientific-Educational Center of SHS
119991, Russia, Moscow, Leninskii pr., 4
Инженер научного проекта НУЦ СВС
119991, г. Москва, Ленинский пр-т, 4
Scientific project engineer, Scientific-Educational Center of SHS
119991, Russia, Moscow, Leninskii pr., 4
Кандидат технических наук, научный сотрудник НУЦ СВС
119991, г. Москва, Ленинский пр-т, 4
Cand. Sci. (Eng.), Research scientist, Scientific-Educational Center of SHS
119991, Russia, Moscow, Leninskii pr., 4
Доктор технических наук, вед. науч. сотрудник НУЦ СВС МИСиС–ИСМАН, профессор кафедры порошковой металлургии и функциональных покрытий НИТУ «МИСиС»
119991, г. Москва, Ленинский пр-т, 4
Dr. Sci. (Eng.), Prof., Leading research scientist, Scientific-Educational Center of SHS; Department of powder metallurgy and functional coating
119991, Russia, Moscow, Leninskii pr., 4
Применяя технологию центробежного СВС-литья, получены сплавы системы NiAl–Cr–Co–X, где Х = 2,5÷ ÷15,0 мас.% Mo и до 1,5 мас.% Re. Исследовано влияние модифицирующих добавок на процесс горения, а также фазовый состав, структуру и свойства литых сплавов. Введение до 15 % Mo и 1,5 % Re по совокупности свойств обеспечило наибольший прирост свойств относительно базового сплава. Молибден, образуя пластичную матрицу, повысил прочностные свойства до следующих значений: предел прочности σв = 1730±30 МПа, предел текучести σ0,2 = 1560±30 МПа и пластическая составляющая деформации εпд = 0,95 %, а отжиг при t = 1250 °С увеличил их до уровня σв = 1910±80 МПа, σ0,2 = 1650± ±80 МПа и εпд = 2,01 %. Рений модифицировал структуру сплава и улучшил его свойства до σв = 1800±30 МПа, σ0,2 = 1610± ±30 МПа и εпд = 1,10 %, а отжиг дополнительно увеличил их до значений σв = 2260±30 МПа, σ0,2 = 1730±30 МПа и εпд = 6,15 %. Методом наноиндентирования определены механические свойства фаз NiAl, (Ni,Cr,Co)3Mo3C, Ni3Al, (Cr,Mo) и MoRe2, а также гипотетической фазы Al(Re,Ni)3. Показано, что локальное разупрочнение при отжиге с t > 850 °С повышает долю пластической деформации при испытаниях на сжатие, что связано с потерей когерентности границ наноразмерных дисковых выделений на основе Cr с пересыщенным твердым раствором по типу структурного превращения Гинье–Престона. Установлена иерархическая 3-уровневая структура сплава NiAl–Cr–Co–15%Mo: первый уровень образуют дендритные зерна β-NiAl с прослойками молибденсодержащих фаз (Ni,Co,Cr)3Mo3C и (Mo0,8Cr0,2)xBy с размером ячеек до 50 мкм; второй – упрочняющие субмикронные частицы Cr(Mo), распределенные вдоль границ зерен; третий – когерентные нановыделения Cr(Mo) (10–40 нм) в теле дендритов β-NiAl. Используя методики механического измельчения литого сплава, получен порошок-прекурсор со средним размером частиц Dср = 33,9 мкм для последующей сфероидизации.
A centrifugal SHS casting technology was used to obtain NiAl–Cr–Co–(X) alloys where X = 2.5÷15.0 wt.% Mo and up to 1.5 wt% Re. The study covers the effect of modifying additives on the combustion process as well as the phase composition, structure, and properties of cast alloys. Alloying up to 15 % Mo and 1.5 % Re provided the highest improvement of properties in relation to the base alloy in terms of overall performance. Molybdenum formed a plastic matrix and improved strength properties to the following values: uniaxial compressive strength σucs = 1730±30 MPa, yield strength σys = 1560±30 MPa, plastic component of deformation εpd = 0.95 %, and annealing at t = 1250 °С improved them to: σucs = 1910±80 MPa, σys = 1650±80 MPa, εpd = 2.01 %. Rhenium modified the alloy structure and improved its properties to: σucs = 1800±30 MPa, σys = 1610±30 MPa, εpd = 1.10 %, and annealing further improved them to: σucs = 2260±30 MPa, σys = 1730±30 MPa, εpd = 6.15 %. The mechanical properties of the NiAl, (Ni,Cr,Co)3Mo3C, Ni3Al, (Cr, Mo) and MoRe2 phases, as well as the hypothetical Al(Re,Ni)3 phase, were determined by the nanoindentation method. According to the Guinier–Preston structural transformation, local softening upon annealing at t > 850 °С increases the proportion of plastic deformation during compression tests due to the lost coherence of the boundaries of nanosized plate-shaped Cr-based precipitates with a supersaturated solid solution. A hierarchical three-level structure of the NiAl–Cr– Co–15%Mo alloy was established: the first level is formed by β-NiAl dendritic grains with interlayers of molybdenum-containing phases (Ni,Co,Cr)3Mo3C and (Mo0.8Cr0.2)xBy with a cell size of up to 50 μm; the second one consists of strengthening submicron Cr(Mo) particles distributed along grain boundaries; the third one is coherent nanoprecipitates of Cr(Mo) (10–40 nm) in the body of β-NiAl dendrites. The cast alloy mechanical grinding techniques were used to obtain a precursor powder with an average particle size of Dav = 33.9 μm for subsequent spheroidization.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.