Направленная кристаллизация жаропрочного сплава с переменным управляемым градиентом

Представлены результаты исследований условий направленной кристаллизации с переменным управляемым градиентом на особенности структуры образцов никелевого жаропрочного сплава с монокристаллической структурой с КГО. Результаты исследования микроструктуры полученных образцов свидетельствуют, что с ростом температурного градиента от 20 до 200ºС/см междендритное расстояние уменьшается в ~2 раза, размер частиц упрочняющей γ′-фазы в осях и межосном пространстве дендритов – в 2,5–3 раза, размер частиц γ/γ′-эвтектики – в 2,5 раза, объемная доля микропористости – в ~10 раз. При повышении температурного градиента также уменьшается дендритная ликвация, а на монокристаллических образцах исследуемого сплава в литом состоянии наблюдается повышение уровня механических свойств. 

1. Каблов Е.Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» // Авиационные материалы и технологии. – 2015. – № 1. – С. 3–33.

2. Walston S., Cetel A., MacKay R., O’Hara K., Duhl D., Dreshfield R. Joint Development of a Fourth Generation Single Crystal Superalloy // Superalloys 2004 The Minerals, Metals and Materials / Ed. K. A. Green et al. – 2004. – Р. 15–24.

3. Петрушин Н. В., Светлов И. Л., Оспенникова О. Г. Литейные жаропрочные никелевые сплавы // Все материалы. Энциклопедический справочник. – 2012. – № 5. – С. 15–19.

4. Каблов Е. Н., Петрушин Н. В., Светлов И. Л., Демонис И. М. Никелевые литейные жаропрочные сплавы нового поколения // Авиационные материалы и технологии. – 2012. – № S. – С. 36–52.

5. Литые лопатки газотурбинных двигателей: сплавы, технологии, покрытия. Изд. 2-е / Под общей ред. Е. Н. Каблова. – М.: Наука, 2006. – 632 с.

6. Курц В., Зам П. Р. Направленная кристаллизация эвтектических материалов // Металлургия. – 1980. – 272 с.

7. Бондаренко Ю. А. Перспективы технологии направленной кристаллизации крупногабаритных рабочих лопаток наземных газовых турбин // Материаловедение. – 1998. – № 7. – С. 21–25.

8. Giamei A. F., Tschinkel J. G. Liquid Metal Cooling: A New Solidification Technique // Met. Trans. A. – 1976. – V. 7A. – P. 1427–1434.

9. Высокоскоростная направленная кристаллизация / Г. Б. Строганов, А. В. Логунов, В. В. Герасимов и др. // Литейное производство. – 1983. – № 12. – С. 20–22.

10. Каблов Е. Н., Бондаренко Ю. А., Каблов Д. Е. Особенности структуры и жаропрочных свойств монокристаллов высокорениевого никелевого жаропрочного сплава, полученного в условиях высокоградиентной направленной кристаллизации // Авиационные материалы и технологии. – 2011. – № 4. – С. 25–31.

11. Бондаренко Ю. А., Каблов Е. Н., Морозова Г. И. Влияние высокоградиентной направленной кристаллизации на структуру и фазовый состав жаропрочного сплава типа RENE-N5 // МиТОМ. – 1999. – № 2. – С. 15–18.

12. Каблов Е. Н., Бондаренко Ю. А., Ечин А. Б., Сурова В. А. Развитие процесса направленной кристаллизации лопаток ГТД из жаропрочных сплавов с монокристаллической и композиционной структурой // Авиационные материалы и технологии. – 2012. – № 1 (22). – С. 3–8.

13. Бондаренко Ю. А., Каблов Е. Н., Сурова В. А., Ечин А. Б. Влияние высокоградиентной направленной кристаллизации на структуру и свойства ренийсодержащего монокристаллического сплава // МиТОМ. – 2006. – № 8. – С. 33–35.

14. Бондаренко Ю. А., Ечин А. Б., Сурова В. А., Нарский А. Р. Влияние температурного градиента на структуру жаропрочного сплава при его направленной кристаллизации // Литейщик России. – 2014. – № 5. – С. 24–28.

15. Бондаренко Ю. А., Ечин А. Б., Сурова В. А., Нарский А. Р. Влияние условий направленной кристаллизации на структуру деталей типа лопатки ГТД // Литейное производство. – 2012. – № 7. – С. 14–16.