ВЛИЯНИЕ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ НА СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА СЛОЖНОЛЕГИРОВАННОГО ТИТАНОВОГО СПЛАВА

Heat treatment modes of thermally hardened ВТ25У alloy bar were worked out, which provided increasing of alloy deformability. It was ascertained that forming of α¢¢-phase raised alloy ductility as compared to initial condition and promoted realization of severe plastic deformation technology in bars of complexly doped titanium type ВТ25У alloys.Разработаны режимы предварительной термической обработки термоупрочненной заготовки из сплава ВТ25У, обеспечивающие повышение деформируемости сплава. Установлено, что формирование α¢¢ - фазы повышает пластичность сплава по сравнению с исходным состоянием и дает возможность реализовать технологию интенсивной пластической деформации заготовок из сложнолегированных титановых сплавов типа ВТ25У

АНАЛІЗ ПРИЧИН РУЙНУВАННЯ УЩІЛЬНЮЮЧОГО КІЛЬЦЯ КОМПРЕСОРА НИЗЬКОГО ТИСКУ ДВИГУНА ТВЗ-117

 The work analyses the causes of corrosive damage of low-pressure compressor sealing ring of TV3-117 engine. Structures after each heat treatment are presented, and presence of oxides is established. Given in the work are recommendations on elimination of nonrepairable defect that significantly increases parts cost.  В роботі аналізується причина корозійного руйнування ущільнюючого кільця компрессора низького тиску двигуна ТВЗ-117. Наводяться структури після кожної термічної обробки та встановлюється присутність слідів окислення. Наводяться рекомендації по усуненню невиправного дефекту, що суттєво збільшує вартість деталей.

СТАТИЧНЕ РУЙНУВАННЯ W-Ni-Fe СПЛАВУ

The nature of static destruction of alloy W-Ni-Fe system after tension test was considered. Character and mechanism of crack development on structural components of material was established.Розглянуто природу статичного руйнування сплаву системи W-Ni-Fe після випробування на розтяг. Встановлено характер та механізм розвитку тріщини по структурних складових матеріалу.

Modelling the composition of carbides in nickel-based superalloys of directional crystallization

Purpose: The specifics of the influence of alloying elements on the chemical composition of various types of carbides, their topology and morphology for a multicomponent system of the type Ni-5Cr-9Co-6Al-1Ti-11.7W-1.1Mo-1.6Nb-0.15C using the calculation method CALPHAD. It is shown that the obtained dependences closely correlate with thermodynamic processes occurring in the system. Design/methodology/approach: This work presents the results of studies of the distribution of chemical elements in the composition of carbides, depending on their content in the system. Findings: It was found that the influence of alloying elements on the composition of carbides is complex and is described by complex. Research limitations/implications: An essential problem is the prediction of the structure and properties of heat-resistant alloys without or with a minimum number of experiments. Practical implications: The obtained dependences can be used both for designing new heat-resistant alloys and for improving the compositions of industrial alloys. Originality/value: The value of this work is that the obtained dependences of the influence of alloying elements on the dissolution (precipitation) temperatures and the distribution of elements in carbides in the alloy of the Ni-5Cr-9Co-6Al-1Ti-11.7W-1.1Mo-1.6Nb-0.15C

Оцінка високотемпературної корозії жароміцних сплавів на нікелевій основі

Purpose. Establish a correlation between the rate of corrosion and the ratio of alloying elements based on the mathematical treatment of experimental values of foundry heat resisting nickel alloys (ZNS) under synthetic ash conditions.Methods of research. Experimental values were processed in the Microsoft Office program suite in the EXCEL package with the least squares method, with the result of correlation dependencies of the “parameter-property” type with the obtaining of mathematical equations of regression models that optimally describe these dependencies and the construction of trend lines.Results. Since modern ZNS have complex multicomponent compositions, in which there is a complex influence of elements on corrosion, the evaluation of the stability of the corrosion was carried out per the size of the known parameter Кпс. This allowed to compare the level of stability of alloys with different doping schemes. However, this parameter does not cover all the doping elements that are present in the ZNS. Therefore, because of the analysis and processing of experimental data, the ratio of alloying elements to assess corrosion resistance is proposed, which considers the complex influence of the main components of the alloy. Since VTK is related to the presence of certain elements in the alloy and their concentration, the ratio Kпс allows more adequately to evaluate, for multi-component nickel systems, the average rate of corrosion at different temperatures. The dependence of the average corrosion rate on Kпс for monocrystalline alloys is straightforward, due to the specificity of the doping systems of the materials of this class. Characteristic for them is a significantly smaller amount of chromium (up to 10% by weight) and lowering of the content (and in some alloys, absence of) titanium, which leads to a significant reduction in the VTK-stability of the material. It is established that in order to ensure the required level of VTK-stability of alloys of directed and equilibrium crystallization, the value of the ratio should be not less than Кпс ≥ 2, which will provide a nondestructive dense film of corrosion products. So, for alloys with Кпс ≤ 2, the formation of a thick layer of corrosion products is characteristic, which is easily evaporated during the operation. The obtained regression models give an opportunity to predict the average speed of corrosion depending on the alloy alloy system, as in the development of new ZNS for directed crystallization, and in improving the composition of known industrial compositions within the branded composition. The obtained correlation dependencies are exponential in nature.Scientific novelty. For the first time, the ratios of Kпс are proposed, by which one can adequately predict the average corrosion rate for different temperatures of the multicomponent ZNS compositions.Practical value. An effective solution is proposed for predicting the average corrosion rate for different temperatures of alloys, both in the development of new formulations of ZNS, and in the development of well-known industrial brands. Мета роботи. Встановити кореляційний зв’язок між швидкістю корозії і співвідношенням легуючих елементів на підставі математичної обробки експериментальних значень ливарних жароміцних нікелевих сплавів (ЖНС) в умовах синтетичної золи.Методи дослідження: експериментальні значення оброблялися в програмному комплексі Microsoft Office в пакеті EXCEL методом найменших квадратів з отриманням кореляційних залежностей типу «параметр-властивість» з отриманням математичних рівнянь регресійних моделей, які оптимально описують ці залежності і побудовою ліній трендів.Отриманні результати. Оскільки сучасні ЖНС мають складні багатокомпонентні склади, в яких спостерігається комплексний вплив елементів на корозію, оцінка стійкості ВТК проводилася за величиною відомого параметра Пкс. Це дозволило зіставляти рівень стійкості сплавів з різними схемами легування. Проте, даний параметр не охоплює всі легуючі елементи, які присутні в складі ЖНС. Тому в результаті аналізу і обробки експериментальних даних запропоновано співвідношення легуючих елементів для оцінки корозійної стійкості, яке враховує комплексний вплив основних компонентів сплаву. Так як ВТК пов’язана з присутністю тих чи інших елементів в сплаві і їх концентрацією, то співвідношення Кпс дозволяє більш адекватно оцінювати, для багатокомпонентних нікелевих систем, середню швидкість корозії для різних температур. Залежності середньої швидкості корозії від Кпс для монокристалічних сплавів мають прямолінійний вид, це пояснюється специфікою систем легування матеріалів даного класу. Характерним для них є значно менша кількість хрому (до 10 % мас.) і зниження вмісту (а в де я к их сплавах відсутність) титана, що призводить до істотного зниження ВТК-стійкості матеріалу. Встановлено, що для забезпечення необхідного рівня ВТК-стійкості сплавів спрямованої та рівновісної кристалізації, величина співвідношення має бути не менше Кпс ≥ 2, яке забезпечить неруйнівного щільну плівку продуктів корозії. Так, для сплавів з Кпс ≤ 2, характерне утворення товстого шару продуктів корозії, який легко відшаровується в процесі експлуатації. Отримані регресійні моделі дають можливість прогнозувати середню швидкість корозії в залежності від системи легування сплаву, як при розробці нових ЖНС для спрямованої кристалізації, так і при удосконаленні складів відомих промислових композицій в межах марочного складу. Отримані кореляційні залежності мають експоненціальний характер.Наукова новизна. Вперше запропоновані співвідношення КПС, за допомогою яких можна адекватно прогнозувати середню швидкість корозії для різних температур багатокомпонентних композицій ЖНС.Практична цінність. Запропоновано ефективне рішення по прогнозуванню середньої швидкісті корозії для різних температур сплавів як при розробці нових складів ЖНС, так і при вдосконаленні відомих промислових марок

Прогнозування температурних інтервалів кристалізації і гомогенізації в монокристалічних жароміцних нікелевих сплавах

Purpose. Obtaining predictive regression models with which one can adequately calculate the critical temperatures for monocrystalline nickel-base superalloy without conducting previous experiments.Methods of research. Experimental values were processed in the Microsoft Office program suite in the EXCEL package with the least squares method, with the obtaining of the “parameter-property” correlation dependencies with the obtaining of mathematical equations of regression models that optimally describe these dependencies and the construction of trend lines.Results. The simulation of temperature characteristics of monocrystalline nickel-base superalloy is carried out. The ratios of doping elements and regression models are indicated, with the help of which it is possible to predict the width of the temperature interval of crystallization and the optimum temperature of homogenization for an alloy.Scientific novelty. For the first time, the relations Kγ′ and Kγ are proposed, by which one can adequately predict the temperature characteristics for multicomponent compositions of monocrystalline nickel-base superalloys. For the first time, regression models are presented for calculating critical temperatures tп.р, tевт, tS, and tL which enable to predict temperature intervals of crystallization and homogenization.Practical value. An effective solution is proposed for prediction of thermodynamic stability of alloys phases both in the development of new compositions of nickel-base superalloys, as well as in the improvement of well-known industrial brands. Мета роботи. Отримання прогнозувальних регресійних моделей, за допомогою яких можна адекватно розраховувати критичні температури для монокристалічних жароміцних нікелевих сплавів (ЖНС), без проведення попередніх експериментів.Методи дослідження. Експериментальні значення оброблялися в програмному комплексі Microsoft Office в пакеті EXCEL методом найменших квадратів з отриманням кореляційних залежностей типу «параметр-властивість» з отриманням математичних рівнянь регресійних моделей, які оптимально описують ці залежності, і побудовою ліній трендів.Отримані результати. Проведено моделювання температурних характеристик монокристалічних жароміцних нікелевих сплавів. Наведено співвідношення легувальних елементів і регресійні моделі за допомогою яких можливо прогнозувати ширину температурного інтервалу кристалізації і оптимальну температуру гомогенізації для конкретного сплаву.Наукова новизна. Вперше запропоновано співвідношення Kγ′ і Kγ за допомогою яких можна адекватно прогнозувати температурні характеристики для багатокомпонентних композицій монокристалічних ЖНС. Вперше наведено регресійні моделі для розрахунку критичних температур t п.р, tевт, tS, і tL, які дають можливість прогнозувати температурні інтервали кристалізації і гомогенізації.Практична цінність. Запропоновано ефективне рішення за прогнозування термодинамічної стабільності фаз сплавів, як при розробленні нових складів ЖНС, так і при вдосконаленні відомих промислових марок.

Mathematical forecasting composition of secondary carbides in the single-crystal superalloys

Purpose: Predicting the specifics of the distribution of alloying elements between secondary carbides, their topology, and morphology, as well as the composition for a single-crystal multicomponent system of the type Ni-11.5Cr-5Co-3.6Al-4.5Ti-7W-0.8Mo-0.06C using the calculated CALPHAD (passive experiment) versus scanning electron microscopy (active experiment). Design/methodology/approach: This work presents the results of studies of the distribution of chemical elements in the composition of carbides, depending on their content in the system. The studies were carried out using an electron microscope with computer analysis of images and chemical composition. Findings: It was found that the influence of alloying elements on the composition of carbides is complex and is described by complex dependencies that correlate well with the obtained experimental results. Research limitations/implications: An essential problem is the prediction of the structure and properties of superalloys without or with a minimum number of experiments. Practical implications: The obtained dependencies can be used both for designing new superalloys and for improving the compositions of industrial alloys. Originality/value: The value of this work is that the obtained dependences of the influence of alloying elements on the dissolution (precipitation) temperatures and the distribution of elements in secondary carbides in the superalloy of the Ni-11.5Cr-5Co-3.6Al-4.5Ti-7W- 0.8Mo-0.06C system. It was found that changes in the course of the curves of temperature dependence on the element content closely correlate with thermodynamic processes occurring in the system, that is, the curves exhibit extrema accompanying the change in the stoichiometry of carbides or the precipitation of new phases

ТЕРМОЦИКЛЮВАННЯ ШТАМПОВОЇ СТАЛІ 3Х2В8Ф, ЩО ВИПЛАВЛЕНА З ВИКОРИСТАННЯМ ВОЛЬФРАМОВОГО БРУХТУ

The comparative analysis of steel ЗХ2В8Ф termocycling results melted with ferrotungsten and a tungsten breakage is made. It was established that similarity of processes that proceed at test. Phase condition structural change occurs under similar mechanisms. The experimental steel alloyed by tungsten breakage, instead of standard alloyed the ferrotungsten is recommended to introduction.Виконано порівняльний аналіз результатів термоциклювання штампових сталей 3Х2В8Ф, що виплавлені з використанням феровольфраму та вольфрамового брухту. Встановлено подібність процесів, що протікають при випробуванні. Зміна структурно-фазового стану відбувається за схожими механізмами. Рекомендується до впровадження експериментальна сталь, легована вольфрамовим брухтом, замість стандартної сталі, що легована феровольфрамом

ВИСОКОТЕМПЕРАТУРНЕ РУЙНУВАННЯ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ЖАРОМІЦНОГО КОРОЗІЙНОСТІЙКОГО СПЛАВУ 3МІ-3У (ХН64ВМКЮТ)

The structural and phase condition of heat-resistant corrosion-resistant alloy ЗМИ-3У using (ХН64ВМКЮТ) that is melted using special alloys is analysed. Crack movement after long-term durability test is considered. According to research results, special materials were recommended for introduction in the industry. Проаналізовано структурно-фазовий стан жароміцного корозійностійкого сплаву ЗМІ-3У (ХН64ВМКЮТ), що витоплений з використанням спеціальних сплавів. Розглянуто рух тріщини після випробування на довготривалу міцність. Згідно з результатами дослідження, рекомендовано до впровадження спеціальні матеріали в промисловість.