Валитов В.А. , Утяшев Ф.З

ДЕФОРМАЦИОННО-ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

ИПСМ РАН, г. Уфа, Российская Федерация

[email protected]

Обобщены результаты многолетних (более 25 лет) систематических исследо- ваний большого круга жаропрочных никелевых сплавов, которые позволили уста- новить научно-обоснованные принципы управления процессами структурообразо- вания при горячей и интенсивной пластической деформации.

Изучено влияние содержания и морфологии изоморфной упрочняющей g¢- фазы а также режимов деформации на механизмы образования ультрамелкозерни- стой (УМЗ) структуры в никелевом сплаве ЭП962. Установлено, что при горячей деформации с изоморфной g¢-фазой в зависимости от её размера, объемной доли и степени деформации рекристаллизация протекает, как по непрерывному, так и прерывистому механизмам, что приводит к формированию, например, микродуп- лексной структуры. Показано, что в железоникелевых сплавах типа Inconel 718 с неизоморфной упрочняющей d-фазой процесс рекристаллизации в матрице сопро- вождается фрагментацией пластин d-фазы, приводящей к образованию глобуляр- ных частиц – зерен d-фазы, с некогерентными границами.

Разработан универсальный метод интенсивной деформационно-термической обработки (ИДТО), обеспечивающей измельчение исходной крупнозернистой структуры (~100мкм) вплоть до нанокристаллического размера (≤0,1 мкм). Его сущность заключается в проведении деформации с постадийным снижением тем- пературы обработки от 0,9–0,8 Т пл до 0,6–0,5 Т пл. При этом на первой стадии форми- руется УМЗ структура типа микродуплекс. Дальнейшее снижение температуры об- работки позволяет измельчить УМЗ структуру до субмикронного размера («суб- микродуплекс»), а на заключительной стадии ИДТО формируется «нанодуплекс- ная» структура. Одновременно с измельчением структуры наблюдается значитель- ное повышение технологической пластичности сплавов, снижение уровня напря- жения течения, а также существенное на 200–350оС снижение температуры сверх- пластической (СП) деформации. Показано, что формирование в никелевых сплавах структур типа «субмикродуплекс», или «нанодуплекс» позволяет реализовать эф-

фект низкотемпературной СП. Причем высокое содержание g¢-фазы (не менее 55%, сплав ЭП975), а также дополнительное упрочнение сплава (типа ПДУ-1) тугоплав- кими частицами Y2O3 способствует также проявлению высокоскоростной СП. Раз- работанный метод ИДТО эффективен для получения объемных и листовых полу- фабрикатов из никелевых сплавов с УМЗ и нанокристаллическими структурами.

На примере деформируемого (ЭП962) и порошкового (Astroloy) сплавов по- казано, что деформация в режиме СП позволяет создавать в осесимметричных де- талях из никелевых сплавов регламентированное изменение микроструктуры по диаметральному сечению детали (микродуплекс в ступице – типа «ожерелье» в по- лотне - крупнозернистая с извилистыми границами зерен в ободе диска). Это обес- печивает (после старения) достижение регламентированного изменения механиче- ских свойств по сечению детали, которые оптимизированы с учетом реальных ус- ловий ее эксплуатации.

Дата добавления: 2017-01-14