PhD (Engineering), researcher
кандидат технических наук, научный сотрудник
postgraduate student, engineer
аспирант, инженер
Doctor of Sciences (Engineering), leading researcher
доктор технических наук, ведущий научный сотрудник
One of the most effective ways to increase the processing plasticity of advanced superalloys (heat-resistant nickel-based alloys) is the formation of an ultrafine-grained (UFG) microstructure in bulk semi-finished products. Such a microstructure is a necessary condition for the manifestation of the structural superplasticity effect in the technological processes of manufacturing products from such superalloys. One of the most promising methods for producing UFG microstructures is thermomechanical treatment (TMT) according to the multiple isothermal forging scheme. It has been shown that the EK79 superalloy after TMT, with a gradual decrease in the processing temperature from 0.88 to 0.62 Ts (where Ts is the strengthening phase dissolution temperature) leads to the transformation of the initial microduplex fine-grained microstructure into a mixed UFG microstructure. Such a mixed UFG microstructure consists of: 1) relatively coarse (inherited from the fine-grain microstructure) particles – γ'-phase with a size of 3.0±0.8 μm; 2) γ-grains, and incoherent γ'-phase particles with a size of 0.3–0.5 μm; 3) strengthening coherent intragranular γ'-phase particles with a size of 0.05–0.1 μm, released upon cooling from the TMT temperature to room temperature. During uniaxial compression tests, the EK79 superalloy with such microstructure, demonstrates low-temperature superplasticity in the temperature range of 800–1000 °C. It has been found that an increase in the deformation temperature up to 1000 °C, leads to the increase of γ-phase grains to micron size. The maintenance of superplastic properties in the presence of relatively coarse incoherent particles in the microstructure of the second phase (γ'-phase) is apparently related to the fact that the deformation is localised in the UFG component.
Одним из наиболее эффективных способов повышения технологической пластичности современных суперсплавов – жаропрочных никелевых сплавов – является формирование в объемных полуфабрикатах ультрамелкозернистой (УМЗ) структуры, которая является необходимым условием для реализации эффекта структурной сверхпластичности в технологических процессах изготовления изделий из таких сплавов. Одним из наиболее перспективных методов получения УМЗ структуры является деформационно-термическая обработка (ДТО) по схеме всесторонней изотермической ковки. Показано, что ДТО сплава ЭК79 c постепенным снижением температуры обработки с 0,88 до 0,62 Тs (где Тs – температура растворения упрочняющей фазы) приводит к трансформации исходной мелкозернистой структуры типа микродуплекс в УМЗ структуру смешанного типа. Такая смешанная УМЗ микроструктура состоит из: 1) относительно крупных (наследственных от мелкозернистой структуры) частиц – зерен γ'-фазы размером 3,0±0,8 мкм; 2) зерен γ'-фазы и некогерентных частиц γ'-фазы размером 0,3–0,5 мкм; 3) упрочняющих когерентных внутризеренных частиц γ'-фазы размером 0,05–0,1 мкм, выделяющихся при охлаждении с температуры ДТО до комнатной температуры. Сплав ЭК79, имеющий такую микроструктуру, при испытаниях на одноосное сжатие демонстрирует низкотемпературную сверхпластичность в диапазоне температур 800–1000 °С. Установлено, что повышение температуры деформации до 1000 °С приводит к укрупнению зерен γ-фазы до микронного размера. Сохранение сверхпластических свойств при наличии в структуре сравнительно крупных некогерентных частиц – зерен второй фазы (γ'-фазы), по-видимому, связано с тем, что деформация локализована в УМЗ компоненте.