Самодиффузия никеля в сплавах на основе интерметаллида Ni3Al Шпицберг, Ирина Теодоровна

Введение к работе

Актуальность теш. Известно, что основной упрочняв-Зра Фазой многиа ссвремензых высокотемпературных никелевые сплавов является )f -фаза, образующаяся на базе иятеризтахвндц IH^Al . в» содержание в ряде сшодов достигает SO и боже процентов.

СЩШ* ю перспективных современных направлений получения шкых жаропрочных материалов является создшше сплавов ва иптерметаддидной основе, в которых интеркэ-уавддаая J '-фаза достигает 90 и более процентов.

Большое внимание к разработке сплавов на основе Nl₃Al объясняется рядом особенностей, присущих иитерметалли-ду. Во-первых, плотность его значительно меньше, чем плотность ииккливых жаропрочных сплавов. Во-вторих, NijAl склонен к образованию пленки оксида алюминия, что препятстнус-т его окислению при эксплуатации при повышенных температурах. И в-третьих, в силу упорядоченности структури (структура І.І2їШіа Си^Аи) интерме-таллкду Н i₃ А1 присуща аномальная температурная зависимость предела текучести.

Таким образом, сплавы на основе Ni₃Al представляют интерес с точки зрения как жаростойкости, так и высокой удельной прочность» и являются одним из наиболее перспективних материалов новой техники.

К настоявшему времени достаточно надежно установлена связь между Жі[юпрочностью и диффузией. Однако, данных о самодиффуаии Кі в NijAl имеется весьма ограниченное кодличество. изучению влияния легирования на параметры

еашдкффуаии посвяї»но всего несколько работ. Данные «г о вернограяичной и мея&вной днфф>аин Ні в Ni₄Al пр"вгическй .отсутствузэт.

Дзль рабоуа Целью нас-дадая работы является опреде-лавив параметров обымвоЛ_гйврва?рзятяоЯ и азяфавиой санодиффузга Ні в сплавах на основе Ni₃AI в широком температурном интервале 780-1100 С.

В качестве объекта исследования были выбраны три сплава на основе NijAl, легированного От, Мо, НГ, Та и икролегированнрго Е

В качестве основных методов исследо-ания испольаова-лись: абсорбционный метод, метод снятия слоев и авто-радиографичеекке методы.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Получить необходимые сплавы, исследовать их фаао-выД состав и структуру.

2. Определить эффективные параметры саадодиффузнк Hi в сплавах на основе N1.A1 в интервале температур 750-1100 'С.

3. Выявить с помощь іс авторадиографяческнх исследований наличие путей ускоренной диффузии и их роль в различных температурных интервалах.

4. Рассчитать раздельно параметры аерногракичной и ме?>фазнсй диффузии на основе имекшдася диффузионных моделей в сопоставлений с агторадиографическими денники.

- б -5. Сопостяійть подученные значения порздгтров само-диффузия с имовдиикся литературными даивыми. Ссіаггічю вопудьтаты. вшосвмь'э на аадиту:

5. Ааторал^грвіелі, иамсстрируюв^ю наличие рсаагсінх путей ускоренней дифф5Г8йи и их роль э интервал 7Ш-1100 "С;.

6. Значения элективных парвызгров самодийсзж} Ні в сплаэах на основе NtjAl;

7. Значзшга параметров Еериограничной и ыэяфазноЯ самодйффуаим N1 в сплавах на основа Ні₃А1.

Ваузнай нониана. Следуйщие разудматы яв-шюхея ноаымя в научной отношении :

8. Вмвол о том, что в тзтерэггуряси тктервале 75О-С50'С основной вклад п диффувкониыя поток в сплавах па осново Нк А1 дает диффузия по границам верен к Фаг;

9. Наглядное выявление диф&зш по границам фза мв-годом авторадиографии "ползаои"»

10. Чйзлениие значення параметров веркогранкчной са-иодз;ффуэии Nl в сплавах- на осново Ш₃АХ;

4 Чіхлєннія значения параметров кэафэвиой сададиф-фугии Ni в сплавах'на основе HijAl;

5. їшод о вначителЬЕо более высоких еначениях
коэффициента самодиффуэии Ні а значительно болеэ ииз'
гай энергии активации гфй сашдиффузик Ni по границам
зерен, чем по меифазныы границам. *

Практическая аначиюеть работы определяется следую-

«SOS

11. Возможность*) использования подучеяных значеній параметров самодиффузии Ні в сплавах на основе NijAl для оценки скорости их высовотемперетурьой ползучести и уровня жаропрочности;

12. Возмоззарстью использования полученного соотноаэ-ния между параметрами шяфазиой и зерногранячной диффузии для управления структурой сплавов яа сснопе HljAl;

13. Возможностью использования полученных значений параметров самодиффуаии Hi в сплавах на основе NijAl с различным легированием для выбора системы легирования -

Апробация работы. Основные результаты работы были доложены на научном семинаре "Микроматериаловедение" в Центральном Российском Дома Знания (май 1993 г.) , на семинаре в 0NERA ( Национальный Центр Азрохосмических Исследований, Пария, декабрь 1993) и опубликованы в двух статьях в журналах " Известия ВУЗов. %рная металлургия" и "Металлы".

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, ьыводов и списка литературы. Общий обьем работы составляет 80 страниц, рисунков - 24, таблиц - 10, список литературы включает 6? наименований.