Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Доступ для подписчиков

Кинетика высокотемпературного азотирования и свойства сплава системы Ni - Co - Cr - W - Ti

М. В. Ахмедзянов, С. В. Овсепян, А. О. Родин, Б. С. Ломберг, О. И. Расторгуева

Аннотация


Изучена кинетика высокотемпературного азотирования, а также изменение структуры и свойств в зависимости от его продолжительности для жаропрочного никелевого сплава ВЖ171 системы Ni - Co - Cr - W - Ti. Проведены испытания на кратковременное растяжение и длительную прочность. Исследована микроструктура азотированного слоя. Представлено математическое описание процесса. Даны рекомендации по определению оптимальных режимов азотирования сплава ВЖ171 для достижения наиболее высоких характертстик кратковременной и длительной прочности. Установленные в работе зависимости позволяют определить время азотирования при изготовлении изделий различной толщины из сплава ВЖ171.

Ключевые слова


азотирование; нитриды; структура; жаропрочный никелевый сплав; фаза; химико-термическая обработка; кинетика; прочность

Полный текст:

PDF

Литература


Каблов Е. Н. Тенденции и ориентиры инновационного развития России: сборник научно-информационных материалов. 3-е изд., перераб. и доп. М.: ВИАМ, 2015. 720 с.

Каблов Е. Н., Оспенникова О. Г., Ломберг Б. С., Сидоров В. В. Приоритетные направления развития технологий производства жаропрочных материалов для авиационного двигателестроения // Проблемы черной металлургии и материаловедения. 2013. № 3. С. 47 - 54.

Каблов Е. Н. Без новых материалов нет будущего // Металлург. 2013. № 12. С. 4 - 8.

Ломберг Б. С., Овсепян С. В., Бакрадзе М. М. и др. Применение новых деформируемых никелевых сплавов для перспективных газотурбинных двигателей // Авиационные материалы и технологии. 2017. № S. С. 116 - 129 (DOI: 10.18577/2071-9140-2017-0-S-116-129).

Быков Ю. Г., Овсепян С. В., Мазалов И. С., Ромашов А. С. Применение нового жаропрочного сплава ВЖ171 в конструкции перспективного двигателя // Вестник двигателестроения. 2012. № 2(27). С. 246 - 250.

Ахмедзянов М. В., Скугорев А. В., Овсепян С. В., Мазалов И. С. Разработка ресурсосберегающей технологии получения холоднокатаного листа из высокожаропрочного свариваемого сплава ВЖ171 // Производство проката. 2015. № 1. С. 14 - 17.

Fahrmann M. G., Deodeshmukh V. P., Srivastava S. K. HAYNES NS-163 alloy a novel nitride dispersion strengthened Co-base alloy // ASME Turbo Expo 2014: Turbine Technical conference and exposition, Germany. 2014.

Лукин В. И., Ковальчук В. Г., Голев Е. В. и др. Сварка жаропрочного никелевого сплава ВЖ171, упрочняемого внутренним азотированием // Новости материаловедения. Наука и техника. 2014. № 5. С. 1 - 11.

Козлова О. Ю., Овсепян С. В., Помельникова А. С., Ахмедзянов М. В. Влияние высокотемпературного азотирования на структуру и свойства свариваемых жаропрочных никелевых сплавов // Вестник МГТУ им. Н. Э. Баумана. Машиностроение. 2016. № 6. С. 33 - 42.

Ломберг Б. С., Капитаненко Д. В., Мазалов И. С., Бубнов М. В. Технологические параметры получения деталей холодной штамповкой из листовых заготовок жаропрочных сплавов ВЖ159, ВЖ171 и высокопрочного сплава ВЖ172 // Кузнечно-штамповое производство. 2015. № 8. С. 14 - 19.

Денисова В. С., Малинина Г. А., Власова О. В., Виноградова А. Ю. Влияние добавок тетраборида кремния на свойства жаростойких покрытий для защиты жаропрочных никелевых сплавов // Авиационные материалы и технологии. 2019. № 2. С. 68 - 73 (DOI: 10.18577/2071-9140-2019- 0-2-68-73).

Куксенова Л. И., Герасимов С. А., Алексеева М. С., Громов В. И. Влияние вакуумной химико-термической обработки на износостойкость сталей ВКС-7 И ВКС-10 // Авиационные материалы и технологии. 2018. № 1. С. 3 - 8 (DOI: 10.18577/2071-9140-2018-0-1-3-8).

Петрова Л. Г. Современные тенденции развития теории и практики процессов азотирования сталей // Металлургия машиностроения. 2011. № 4. С. 40.

Петрова Л. Г., Чудина О. В. Применение методологии управления структурообразованием для разработки упрочняющих технологий // МиТОМ. 2010. № 5. С. 31 - 41.

Petrova L. G. Physicochemical characteristics of the internal nitriding of multicomponent alloys // Metal Science and Heat Treatment. 1995. V. 37, No. 1 - 2. Р. 41 - 47.

Дин К. Ц., Семенов М. Ю. Прогнозирование насыщенности и прочностных свойств азотированного слоя никелевого сплава 40ХНЮ-ВИ на основе расчетных методов // Металлург. 2017. № 9. С. 109 - 113.

Kindlimann L. E., Ansell G. S. Kinetics of the internal nitridation of austenitic Fe - Cr - Ni - Ti alloys // Metal. Trans. Jan. 1970. V. 1, Is. 1. P. 163 - 170.

Krupp U., Christ H.-J.Internal nitridation of nickel-base alloys. Part I. Behavior of binary and ternary alloys of the Ni - Cr - Al - Ti system // Oxidation of Metals. 1999. V. 52. P. 277 - 298.

Fahrmann M., Srivastava S. K. Nitridation of HAYNES NS-163(r) alloy: Thermodynamics and kinetics // JOM. 2012. V. 64, No. 2. Р. 280 - 287.

Ахмедзянов М. В., Овсепян С. В., Расторгуева О. И., Давыдова Е. А. Влияние легирующих элементов на жаростойкость деформируемых Ni - Co сплавов с нитридным упрочнением // Коррозия: материалы, защита. 2015. № 12. С. 21 - 25.

Kodentsov A. A., Golpen J. H., Cserhati C. et al. High-temperature nitridation of Ni - Cr alloys // Metallurgical and materials transactions A. 1996. V. 27A. P. 59 - 69.

Barnes J. J., Lai G. Y. Factors affecting the nitridation behavior of Fe-base, Ni-base and Co-base alloys in pure nitrogen // Journal de physique IV Colloque C9. 1993. V. 3, No. 12. Р. 176.

Pike L. M. 100+ years of wrought alloy development at Haynes International // In: 8th International Symposium on Superalloy 718 and Derivatives. TMS. 2014. P. 15 - 30.

Лахтин Ю. М., Коган Я. Д., Шпис Г.-И., Бемер З. Теория и технология азотирования. М.: Металлургия. 1991. 320 с.

Udyavar M., Young D. J. Precipitate morphologies and growth kinetics in the internal carburisation and nitridation of Fe - Ni - Cr alloys // Corrosion Science. 2000. No. 42. P. 861 - 883.

Christ H. J., Chang S. Y., Krupp U. Thermodynamic characteristics and numerical modeling of internal nitridation of nickel base alloys // Materials and corrosion. 2003. V. 54, No. 11. P. 887 - 895.

Кипарисов С. С., Левинский Ю. В. Азотирование тугоплавких материалов. М.: Металлургия, 1972. 160 с.

Овсепян С. В., Бокштейн Б. С., Ахмедзянов М. В. и др. Кинетика роста частиц нитридов в процессе высокотемпературного объемного азотирования деформируемого сплава системы Ni - Co - Cr - W - Ti // Материаловедение. 2014. № 6. С. 21 - 25.

Овсепян С. В., Лукина Е. А., Филонова Е. В., Мазалов И. С. Формирование упрочняющей фазы в процессе высокотемпературного азотирования свариваемого жаропрочного деформируемого сплава на основе системы Ni - Co - Cr // Авиационные материалы и технологии. 2013. № 1. С. 3 - 8.

Лукина Е. А., Овсепян С. В., Давыдова Е. А., Ахмедзянов М. В. Структурные особенности жаропрочного сплава на Ni - Co - Cr основе, упрочняемого внутренним азотированием // Цветные металлы. 2016. № 7. С. 76 - 82 (DOI: 10.17580/tsm.2016.07.10).

Бокштейн Б. С. Диффузия в металлах. М.: ЛЕНАНД, 2019. 248 с.




DOI: https://doi.org/10.30906/mitom.2022.4.45-49

© Издательский дом «Фолиум», 1998–2025