Микроструктура и механические свойства твердофазных соединений ЭП741НП//ВКНА-25
Автор: Радим Рифкатович Габбасов
Соавторы: Габбасов Р.Р., Галиева Э.В., Валитов В.А., Классман Е.Ю.
Организация: Институт проблем сверхпластичности металлов РАН (ИПСМ РАН) / Уфимский государственный нефтяной технический университет(УГНТУ)
Рисунок. распределение легирующих элементов (слева) после СД ЭП741НП//ВКНА-25 и микроструктура зоны ТФС (справа).
В настоящее время в качестве конструкционных материалов для авиационных двигателей применяются жаропрочные никелевые сплавы (ЖНС). Основным преимуществом ЖНС является их способность сохранять высокие показатели прочности, сопротивления ползучести и термической усталости в течение длительного периода времени. Применение сварных конструкций позволяет снизить массу двигателя и одновременно увеличить его тягу [1]. Одним из перспективных способов получения твердофазных соединений является сварка давлением (СД) в условиях сверхпластичности [2]. Целью работы являлось исследование микроструктурных изменений и оценка прочности соединений после СД сплавов в сочетании ЭП741НП//ВКНА-25.
Микроструктурные исследования и оценка механических свойств проводились на базе научно-исследовательского оборудования ЦКП ИПСМ РАН «Структурные и физико-механические исследования материалов». По результатам микроструктурных исследований было установлено, что в результате СД при температуре 1125°С в условиях сверхпластичности сплава ЭП741НП сформировано практически беспористое соединение, между соединяемыми сплавами видна четкая граница раздела. Микроструктура сплава ЭП741НП сохраняется мелкозернистой со средним размером зерен γ- и частиц γʹ-фаз 5-8 мкм. Внутри γ-зерен наблюдаются выделения γʹ-фазы кубической формы размером 250-500 нм. Дендритно-ячеистая микроструктура литого сплава ВКНА-25 стабильна. Вследствие воздействия высокой температуры происходит диффузия легирующих элементов (Co, Cr, W из сплава ЭП741НП в сплав ВКНА-25 и встречная диффузия Ni и Al). Формируется переходная диффузионная зона, ширина которой составляет 27-30 мкм. Прочность соединений составила 1080 МПа, разрушение произошло по сплаву ВКНА-25.
Работа выполнена при поддержке гранта РБ молодым ученым (Соглашение №1 от 14.08.2023).
1.Магеррамова Л. А. Применение биметаллических блисков, изготавливаемых методом ГИП из гранулируемых и литейных никелевых суперсплавов, для увеличения надежности и ресурса газовых турбин / Магеррамова Л. А. // Вестник УГАТУ. - 2011. - Т. 15. - № 4(44). - С. 33-38.
2.Galieva E. V. Low-temperature superplastic deformation of EK61 and EP975 wrought nickel-based superalloys with an ultrafine-grained structure / E. V. Galieva, E. Y. Klassman, R. R. Gabbasov, E. M. Stepukhov, V. A. Valitov // Letters on Materials. –2023. – Vol.13. – N 1. – P. 79-84.
