Особенности формирования дефектов, инициирующих усталостные разрушения в гранулированном сплаве ЭП741НП

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Методами просвечивающей электронной микроскопии, энергодисперсионного рентгеновского микроанализа и электронной дифракции исследованы разрушенные в процессе усталостных испытаний образцы, изготовленные из сплава ЭП741НП. Подробно исследован композиционный и фазовый состав дефектов, обнаруженных на границах усталостных трещин. Показано, что такие дефекты имеют морфологию преимущественно вытянутых плоских “ковров”, содержащих NiO, СTixNb1–x, аморфный AlOх, HfO2, α-Al2O3, β-Al2O3, Al2MgO4, Co7Mo6, Co3O4, S4Ti3, NbO2, TiO2, а также аморфные области, содержащие C, O, Ca, S, Na и Cl. Сделаны предположения об источнике и моменте формирования исследованных дефектов.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

И. С. Павлов

Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова Курчатовского комплекса кристаллографии и фотоники НИЦ “Курчатовский институт”

Автор, ответственный за переписку.
Email: a.vasiliev56@gmail.com
Россия, Москва

М. А. Артамонов

Опытно-конструкторское бюро им. А. Люльки, Филиал ПАО “ОДК-УМПО”

Email: a.vasiliev56@gmail.com
Россия, Москва

В. В. Артемов

Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова Курчатовского комплекса кристаллографии и фотоники НИЦ “Курчатовский институт”

Email: a.vasiliev56@gmail.com
Россия, Москва

А. С. Кумсков

Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова Курчатовского комплекса кристаллографии и фотоники НИЦ “Курчатовский институт”

Email: a.vasiliev56@gmail.com
Россия, Москва

Е. Ю. Марчуков

Опытно-конструкторское бюро им. А. Люльки, Филиал ПАО “ОДК-УМПО”

Email: a.vasiliev56@gmail.com
Россия, Москва

А. Л. Васильев

Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова Курчатовского комплекса кристаллографии и фотоники НИЦ “Курчатовский институт”; Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)

Email: a.vasiliev56@gmail.com
Россия, Москва; Долгопрудный

Список литературы

  1. Williams J.C., Starke E.A. // Acta Mater. 2003. V. 51. P. 5775. https://doi.org/10.1016/j.actamat.2003.08.023
  2. Caron P., Khan T. // Aerosp. Sci. Technol. 1999. V. 3. P. 513. https://doi.org/10.1016/S1270-9638(99)00108-X
  3. Sato A., Chiu Y.-L., Reed R.C. // Acta Mater. 2011. V. 59. P. 225. https://doi.org/10.1016/j.actamat.2010.09.027
  4. Xia W. et al. // J. Mater. Sci. Technol. 2020. V. 44. P. 76. https://doi.org/10.1016/j.jmst.2020.01.026
  5. Gayda J., Gabb T.P., Kantzos P.T. // Superalloys. 2004. P. 323.
  6. Волков А.М. et al. // Технология металлов. 2019. № 1. С. 2. https://doi.org/10.31044/1684-2499-2019-1-0-2-8
  7. Гарибов Г.С., Кошелев В.Я., Шорошев Ю.Г. и др. // Заготовительные производства в машиностроении. 2010. № 1. С. 45.
  8. Belan J. // Mater. Today Proc. 2016. V. 3. P. 936. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2016.03.024
  9. Ida S. et al. // Metals (Basel). 2022. V. 12. P. 1817. https://doi.org/10.3390/met12111817
  10. Zhao S. et al. // Mater. Sci. Eng. A. 2003.V. 355. P. 96. https://doi.org/10.1016/S0921-5093(03)00051-0
  11. Трунькин И.Н. и др. // Кристаллография. 2019. Т. 64. С. 539. https://doi.org/10.1134/S002347611904026X
  12. Симс Ч.Т., Норман С.С., Уильям С.Х. Суперсплавы II. Жаропрочные материалы для аэрокосмических и промышленных энергоустановок. Т. 1. М.: Металлургия, 1995. 384 с.
  13. Pavlov I.S. et al. // Scr. Mater. 2023. V. 222. P. 115023. https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2022.115023
  14. Myasoedov A.V. et al. // J. Appl. Phys. 2024. V. 135. https://doi.org/10.1063/5.0189133
  15. Ievlev V.M. et al. // Inorg. Mater. 2023. V. 59. P. 1295. https://doi.org/10.1134/S002016852312004X
  16. Кишкин С.Т., Качанов Е.Б., Булыгин И.П. Авиационные материалы. Т. 3. Жаропрочные стали и сплавы. Сплавы на основе тугоплавких металлов. М.: ВИАМ, 1989. 566 с.
  17. ГОСТ Р 52802-2007 Сплавы никелевые жаропрочные гранулируемые. Марки.
  18. Peng Y. et al. // Calphad. 2020. V. 70. P. 101769. https://doi.org/10.1016/j.calphad.2020.101769
  19. Gutiérrez G., Johansson B. // Phys. Rev. B. 2002. V. 65 P. 104202. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.65.104202
  20. Beevers C.A., Ross Μ.A.S. // Z. Kristallogr. Cryst. Mater. 1937. V. 97. P. 59. https://doi.org/10.1524/zkri.1937.97.1.59
  21. Kato K., Saalfeld H. // Acta Cryst. B. 1977. V. 33. P. 1596. https://doi.org/10.1107/S0567740877006608
  22. Bettman M., Peters C.R. // J. Phys. Chem. 1969. V. 73. P. 1774. https://doi.org/10.1021/j100726a024
  23. Bettman M., Terner L.L. // Inorg. Chem. 1971. V. 10. P. 1442. https://doi.org/10.1021/ic50101a025
  24. Sasaki S., Fujino K., Takéuchi Y. // Proc. Jpn Acad. Ser. B. 1979. V. 55. P. 43. https://doi.org/10.2183/pjab.55.43
  25. Prostakova V. et al. // Calphad. 2012. V. 37. P. 1. https://doi.org/10.1016/j.calphad.2011.12.009
  26. Johnson B., Jones J.L. Ferroelectricity in Doped Hafnium Oxide: Materials, Properties and Devices. Elsevier, 2019. 570 p. https://doi.org/10.1016/B978-0-08-102430-0.00002-4
  27. R Taylor J. et al. // Calphad. 1992. V. 16. P. 173. https://doi.org/10.1016/0364-5916(92)90005-I
  28. Alper A.M. et al. // J. Am.Ceram. Soc. 1962. V. 45. P. 263. https://doi.org/10.1111/j.1151-2916.1962.tb11141.x
  29. Davydov A., Kattner U.R. // J. Phase Equilibria. 1999. V. 20. P. 5. https://doi.org/10.1361/105497199770335893
  30. Chen M., Hallstedt B., Gauckler L.J. // J. Phase Equilibria. 2003. V. 24. P. 212. https://doi.org/10.1361/105497103770330514
  31. Murray J.L. // Bull. Alloy Phase Diagrams. 1986. V. 7. P. 156. https://doi.org/10.1007/BF02881555
  32. Pérez R.J., Massih A.R. // J. Nucl. Mater. 2007. V. 360. P. 242. https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2006.10.008
  33. Okamoto H. // J. Phase Equilibria Diffus. 2011. V. 32. P. 473. https://doi.org/10.1007/s11669-011-9935-5

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Светлопольные ПЭМ-изображения никелевого сплава ЭП741НП и электронограммы от областей образца (а, б), границы излома обозначены белыми стрелками, а – пунктирными линиями обозначен пример γ´-фазы, серыми стрелками – кластер, состоящий из кристаллических и аморфных выделений, б – серой стрелкой указан преципитат СTixNb1–x. Электронограмма, полученная от γ- и γ´-фаз (в), электронограмма, полученная от СTixNb1–x (г).

Скачать (342KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Темнопольное ПРЭМ-изображение дефекта (а), карты распределения элементов, построенные методом ЭРМ (б-I–б-XIII).

Скачать (749KB)
Метаданные
4. Рис. 3. ВР ПЭМ-изображение границы между кластером и никелевым сплавом (а). Двумерные спектры Фурье участков, отмеченных цифрами 1 (б), 2 (в), 3 (г).

Скачать (602KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Темнопольное ПРЭМ-изображение частицы HfO2 с включениями Al2O3, показанными стрелками (а); соответствующие электронограммы: б – HfO2, в – α-Al2O3.

Скачать (528KB)
Метаданные
6. Рис. 5. ВР ПЭМ-изображения β-оксида алюминия (область 1) и шпинели (область 2) (а); соответствующие им спектры Фурье (б, в).

Скачать (786KB)
Метаданные
7. Рис. 6. ВР ПЭМ-изображения Co7Mo6 (а) и Co3O4 (б). На вставках – соответствующие электронограмма и спектр Фурье.

Скачать (599KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Темнопольное ПРЭМ-изображение (а) и карты распределения элементов, построенные методом ЭРМ (б-I–б-V). Электронограммы, соответствующие S4Ti3 (в), NbO2 (г) и TiO2 (д).

Скачать (691KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Темнопольное ПРЭМ-изображение (а) и карты распределения элементов, построенные методом ЭРМ (б-I–б-V).

Скачать (703KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024