Особенности формирования дефектов, инициирующих усталостные разрушения в гранулированном сплаве ЭП741НП

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или 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