Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Доступ для подписчиков

Малоцикловая усталость жаропрочного никелевого сплава ЖС32, полученного методами направленной кристаллизации и селективного лазерного сплавления на монокристаллической подложке

Н. В. Петрушин, М. А. Горбовец, И. А. Ходинев

Аннотация


Представлены результаты исследования малоцикловой усталости монокристаллов с ориентировками á001ñ и á111ñ из ренийсодержащего жаропрочного никелевого сплава ЖС32 и образцов, полученных методом селективного лазерного сплавления порошковой композиции сплава ЖС32 на монокристаллической подложке из этого же сплава, в условиях "мягкого" (контролируемый параметр размах напряжения в цикле) при 750 °C и "жесткого" (контролируемый параметр размах деформации в цикле) при 850 °C циклов нагружения.

Ключевые слова


жаропрочный никелевый сплав ЖС32; монокристаллы; селективное лазерное сплавление; малоцикловая усталость; refractory nickel alloy ZhS32; single crystals; selective laser melting; low-cycle fatigue

Полный текст:

PDF

Литература


Терентьев В. Ф., Петухов А. Н. Усталость высокопрочных металлических материалов. М.: ИМЕТ РАН, 2013. 515 с.

Levkovich V., Sievert R., Svendsen B. Simulation of deformation and life time behavior of a FCC single crystal superalloy at high temperature under low-cycle fatigue loading // Intern. J. of Fatigue. 2006. V. 28. P. 1791 - 1802.

Shi D., Huang J., Yang X., Yu Y. Effect of crystallographic orientations and dwell types on low cycle fatigue and life modeling a SC superalloy // Intern. J. of Fatigue. 2013. V. 49. P. 31 - 39.

Голубовский Е. Р., Светлов И. Л., Петрушин Н. В. и др. Малоцикловая усталость монокристаллов жаропрочных никелевых сплавов при повышенных температурах // Деформация и разрушение материалов. 2009. № 8. С. 41 - 48.

Ножницкий Ю. А., Голубовский Е. Р. Обеспечение прочностной надежности монокристаллических рабочих лопаток высокотемпературных турбин перспективных ГТД // Научные идеи С. Т. Кишкина и современное материаловедение: труды Международной научно-технической конференции. М.: ВИАМ, 2006. С. 65 - 71.

Шалин Р. Е., Светлов И. Л., Качанов Е. Б. и др. Монокристаллы никелевых жаропрочных сплавов. М.: Машиностроение, 1997. 336 с.

Каблов Е. Н. Литейные жаропрочные сплавы // Машиностроение. Энциклопедия. Т. II-3. Цветные металлы и сплавы. Композиционные металлические материалы / Под ред. И. Н. Фридляндера. М.: Машиностроение, 2001. С. 519 - 552.

Kablov E. N., Petrushin N. V., Sidorov V. V. Rhenium in nickel-base superalloys for single crystal gas turbine blades // Proc. 7th International Symposium on Technetium and Rhenium Science and Utilization, book of proceedings / K. E. German, B. F. Myasoedov, G. E. Kodina, A. Ya. Maruk, I. D. Troshkina (Eds.). M.: Publishing House GRANITSA. 2011. P. 18 - 23.

Литые лопатки газотурбинных двигателей. Сплавы, технологии, покрытия. 2-е изд. / Под общ. ред. Е. Н. Каблова. М.: Наука, 2006. 632 c.

Пигрова Г. Д., Рыбников А. И. Карбидные фазы в сплаве ЖС-32 // МиТОМ. 2013. № 12(702). С. 21 - 23.

Seiser B., Drautz R., Pettifor G. G. TCP phase predications in Ni-based superalloys: Structure maps revisited // Acta Materialia. 2011. V. 59. P. 749 - 763.

Евгенов А. Г., Лукина Е. А., Королев В. А. Особенности процесса селективного лазерного синтеза применительно к литейным сплавам на основе никеля и интерметаллида Ni3Al // Новости материаловедения. Наука и техника: электрон. науч.-технич. журн., 2016. № 5(23). С. 3 - 11. URL: http://www. materialsnews.ru (дата обращения 20.12.2017).

Yadroitsev I., Smurov I. Selective laser melting technology: from the single laser melted track stability to 3D parts of complex shape // Physics Procedia. 2010. V. 5. P. 551 - 560.

Зленко М. А., Попович А. А., Мутылина И. Н. Аддитивные технологи в машиностроении. СПб.: Изд-во Политехнического университета, 2013. 222 с.

Каблов Е. Н. Тенденции и ориентиры инновационного развития России // Сб. научн.-информ. материалов. 3-е изд. М.: ВИАМ, 2015. 720 с.

Каблов Е. Н. Из чего сделать будущее? Материалы нового поколения, технологии их создания и переработки основа инноваций // Крылья Родины. 2016. № 5. С. 8 - 18.

Yali Li, Dongdong Gu. Parametric analysis of thermal behavior during selective laser smelting additive manufacturing of aluminum alloy powder // Materials and Design. 2014. V. 63. P. 856 - 867.

Strцвner J., Terock M., Glatzel U. Mechanical and structural investigation of nickel-based superalloy IN718 manufactured by selective laser melting (SLM) // Advanced Engineering Materials. 2015. V. 17, No. 8. P. 1099 - 1105.

Евгенов А. Г., Горбовец М. А., Прагер С. М. Структура и механические свойства жаропрочных сплавов ВЖ159 и ЭП648, полученных методом селективного лазерного сплавления // Авиационные материалы и технологии. 2016. № S1(43). С. 8 - 15. DOI: 10.18577/2071-9140-2016- 0-S-8-15.

Суфияров В. Ш., Попович А. А., Борисов Е. В., Полозов И. А. Эволюция структуры и свойств жаропрочного никелевого сплава после селективного лазерного плавления, горячего изостатического прессования и термической обработки // Цветные металлы. 2017. № 1. С. 77 - 82.

Murr L. E., Martinez E., Pan X. M. et al. Microstructures of Rene 142 nickel-based superalloy fabricated by electron beam melting // Acta Materialia. 2013. V. 61, No. 11. P. 4289 - 4296.

Wang X., Read N., Carter L. N. et al. Defect formation and its mitigation in selective laser melting of high γ' Ni-based superalloys // Superalloys 2016. Champion (Pennsylvania). Publ. Minerals, Metals and Materials Society. 2016. P. 351 - 358.

Munoz-Moreno R., Divya V. D., Messe O. M. D. M. et al. Effect of heat treatments on the microstructure and texture of CM247LC processed by selective laser melting // Superalloys 2016. Champion (Pennsylvania). Publ. Minerals, Metals and Materials Society. 2016. P. 375 - 382.

Лукина Е. А., Базалеева К. О., Петрушин Н. В. и др. Влияние параметров селективного лазерного плавления на структурно-фазовое состояние жаропрочного никелевого сплава ЖС6К-ВИ // Металлы. 2017. № 4. С. 63 - 70.

Basak A., Acharya R., Das S. Additive manufacturing of single-crystal superalloy CMSX-4 through scanning laser epitaxy: computational modeling, experimental process development, and process parameter optimization // Metallurgical and Materials Transactions A. 2016. V. 47, No. 8. P. 3845 - 3859.

Петрушин Н. В., Евгенов А. Г., Заводов А. В., Тренинков И. А. Структура и прочность жаропрочного никелевого сплава ЖС32-ВИ, полученного методом селективного лазерного сплавления на монокристаллической подложке // Материаловедение. 2017. № 11. С. 19 - 26.

Каблов Е. Н. Инновационные разработки ВИАМ ГНЦ РФ по реализации "Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года" // Авиационные материалы и технологии. 2015. № 1(34). С. 3 - 33. DOI: 10.18577/2071-9140- 2015-1-3-33.

Сидоров В. В., Ригин В. Е., Бурцев В. Т. Особенности выплавки ренийсодержащих жаропрочных сплавов для литья монокристаллических лопаток ГТД // Авиационные материалы и технологии. Вып. "Высокорениевые жаропрочные сплавы, технология и оборудование для производства сплавов и литья монокристаллических турбинных лопаток ГТД". М.: ВИАМ, 2004. С. 72 - 80.

Евгенов А. Г., Неруш С. В., Василенко С. А. Получение и опробование мелкодисперсного металлического порошка высокохромистого сплава на никелевой основе применительно к лазерной LMD-наплавке // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн., 2014. № 5. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения 07.10.2016). DOI: 10.18577/2307-6046-2014-0-5-4-4.

Беликов А. В., Синичкина Т. С., Висик Е. М. Установки типа УВНК для литья жаропрочных сплавов (обзор) // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн., 2014. № 12. URL: http://viam-works.ru (дата обращения 10.12.2017). DOI: 10.18577/2307-6046-2014-0-12-2-2.

Петрушин Н. В., Висик Е. М., Горбовец М. А., Назаркин Р. М. Структурно-фазовые характеристики и механические свойства монокристаллов жаропрочных никелевых ренийсодержащих сплавов с интерметаллидно-карбидным упрочнением // Металлы. 2016. № 4. С. 57 - 70.

Заводов А. В., Петрушин Н. В., Зайцев Д. В. Микроструктура и фазовый состав жаропрочного сплава ЖС32 после селективного лазерного сплавления, вакуумной термической обработки и горячего изостатического прессования // Письма о материалах. 2017. Т. 7, № 2(26). С. 111 - 116. URL: http://www.lettersonmaterials.com. DOI: 10.22226/ 2410-3535-2017-2-111-116.

Тренинков И. А., Петрушин Н. В., Евгенов А. Г. Кристаллографическая структура сплава ЖС32-ВИ, полученного селективным лазерным сплавлением порошковой композиции на монокристаллической подложке // МиТОМ. 2018. № 12. С. 35 - 40.

Беляев М. С., Хвацкий К. К., Горбовец М. А. Сравнительный анализ российского и зарубежных стандартов испытаний на усталость металлов // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн., 2014. № 9. URL: http://viam-works.ru (дата обращения 10.12.2017). DOI: 10.18577/2307-6046- 2014-0-9-11-11.

Степнов М. Н., Шаврин А. В. Статистические методы обработки результатов механических испытаний: Справочник. М.: Машиностроение, 2005. 400 с.

Петрушин Н. В., Оспенникова О. Г., Светлов И. Л. Монокристаллические жаропрочные никелевые сплавы для турбинных лопаток перспективных ГТД // Авиационные материалы и технологии. 2017. № S. С. 72 - 103. DOI: 1018577/207I-9140-201-0-S-72-103.

Каблов Е. Н., Петрушин Н. В., Светлов И. Л., Демонис И. М. Никелевые литейные жаропрочные сплавы нового поколения // Авиационные материалы и технологии. 2012. № S. С. 36 - 52.

Горбовец М. А., Базылева О. А., Беляев М. С., Ходинев И. А. Малоцикловая усталость монокристаллического интерметаллидного сплава типа ВКНА в условиях "жесткого" нагружения // Металлург. 2014. № 8. С. 111 - 114.





© Издательский дом «Фолиум», 1993–2021