Исследование физико-механических свойств нового наноструктурного суперсплава Inconel МА758 в интервале температур 4,2—310 К
В интервале температур 4,2—310 К впервые изучены механические и акустические свойства нового наноструктурного сплава Inconel МА758, полученного механическим легированием дисперсными наночастицами оксида иттрия Y₂O₃. Показано, что в интервале температур 4,2—310 К суперсплав Inconel MA758 обладает ста...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології |
|---|---|
| Datum: | 2011 |
| Hauptverfasser: | , , , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russisch |
| Veröffentlicht: |
Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України
2011
|
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/74626 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Исследование физико-механических свойств нового наноструктурного суперсплава Inconel МА758 в интервале температур 4,2—310 К / К.А. Ющенко, Ю.А. Семеренко, Е.Д. Табачникова, А.В. Подольский, Л.В. Скибина, С.Н. Смирнов, В.С. Савченко // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології: Зб. наук. пр. — К.: РВВ ІМФ, 2011. — Т. 9, № 3. — С. 645-650. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860012533840084992 |
|---|---|
| author | Ющенко, К.А. Семеренко, Ю.А. Табачникова, Е.Д. Подольский, А.В. Скибина, Л.В. Смирнов, С.Н. Савченко, В.С. |
| author_facet | Ющенко, К.А. Семеренко, Ю.А. Табачникова, Е.Д. Подольский, А.В. Скибина, Л.В. Смирнов, С.Н. Савченко, В.С. |
| citation_txt | Исследование физико-механических свойств нового наноструктурного суперсплава Inconel МА758 в интервале температур 4,2—310 К / К.А. Ющенко, Ю.А. Семеренко, Е.Д. Табачникова, А.В. Подольский, Л.В. Скибина, С.Н. Смирнов, В.С. Савченко // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології: Зб. наук. пр. — К.: РВВ ІМФ, 2011. — Т. 9, № 3. — С. 645-650. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології |
| description | В интервале температур 4,2—310 К впервые изучены механические и акустические свойства нового наноструктурного сплава Inconel МА758, полученного механическим легированием дисперсными наночастицами оксида иттрия Y₂O₃. Показано, что в интервале температур 4,2—310 К суперсплав Inconel MA758 обладает стабильной структурой и достаточно высокими показателями прочности и пластичности.
В інтервалі температур 4,2—310 К вперше вивчено механічні та акустичні властивості нового наноструктурного стопу Inconel МА758, одержаного механічним леґуванням дисперсними наночастинками оксиду ітрію Y₂O₃. Показано, що в інтервалі температур 4,2—310 К суперстоп Inconel MA758 має стабільну структуру та досить високі показники міцности та пластичности.
Mechanical and acoustical properties of the new nanostructured alloy INCONEL MA758 fabricated by the mechanical alloying with Y₂O₃ yttrium oxide disperse nanoparticles are studied for the first time. As shown, the superalloy INCONEL MA758 has a stable microstructure and rather high strength and plasticity within the temperature range of 4.2—300 K investigated.
|
| first_indexed | 2025-12-07T16:42:35Z |
| format | Article |
| fulltext |
645
PACS numbers: 61.72.Ff, 62.23.St,62.40.+i,62.65.+k,81.07.Bc,81.20.Ev, 81.40.Jj
Исследование физико-механических свойств нового
наноструктурного суперсплава Inconel МА758 в интервале
температур 4,2—310 К
К. А. Ющенко, Ю. А. Семеренко
*, Е. Д. Табачникова
*,
А. В. Подольский
*, Л. В. Скибина
*, С. Н. Смирнов
*, В. С. Савченко
Институт электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины,
ул. Боженко, 11,
03680 Киев, Украина
*Физико-технический институт низких температур им. Б. И. Веркина
НАН Украины,
просп. Ленина, 47,
61103 Харьков, Украина
В интервале температур 4,2—310 К впервые изучены механические и аку-
стические свойства нового наноструктурного сплава Inconel МА758, полу-
ченного механическим легированием дисперсными наночастицами оксида
иттрия Y2O3. Показано, что в интервале температур 4,2—310 К суперсплав
Inconel MA758 обладает стабильной структурой и достаточно высокими
показателями прочности и пластичности.
В інтервалі температур 4,2—310 К вперше вивчено механічні та акустичні
властивості нового наноструктурного стопу Inconel МА758, одержаного ме-
ханічним леґуванням дисперсними наночастинками оксиду ітрію Y2O3.
Показано, що в інтервалі температур 4,2—310 К суперстоп Inconel MA758
має стабільну структуру та досить високі показники міцности та пластич-
ности.
Mechanical and acoustical properties of the new nanostructured alloy
INCONEL MA758 fabricated by the mechanical alloying with Y2O3 yttrium
oxide disperse nanoparticles are studied for the first time. As shown, the sup-
eralloy INCONEL MA758 has a stable microstructure and rather high strength
and plasticity within the temperature range of 4.2—300 K investigated.
Ключевые слова: суперсплав Inconel МА758, прочность, пластичность,
акустическое поглощение, динамический модуль упругости.
(Получено 18 ноября 2010 г.)
Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології
Nanosystems, Nanomaterials, Nanotechnologies
2011, т. 9, № 3, сс. 645—650
© 2011 ІМФ (Інститут металофізики
ім. Г. В. Курдюмова НАН України)
Надруковано в Україні.
Фотокопіювання дозволено
тільки відповідно до ліцензії
646 К
1. ВВЕД
Важной
является
механич
ции от к
В наст
проблем
ночастиц
называт
ODS спл
основе N
использу
сплавы н
прошлог
который
ние в ш
суперспл
гломерат
ства 20—
ного пор
вание эк
2] (см. ри
Одним
сплавов
ние в к
наностру
ния осно
и свойст
Рис. 1. Э
Y2O3 (б) [1
К. А. ЮЩЕНК
ДЕНИЕ
проблемо
я обеспече
ческих сво
криогенны
тоящее вре
мы являетс
цами туго
ь ODS (oxi
лавов наиб
Ni, Cr и Fe
уют оксиды
на основе о
го века. Их
й включает
аровых ме
лава (см. р
тов (кажда
—40 нм час
рошка в ге
кструзией;
ис. 2).
м из возмо
с механи
качестве п
уктуриров
ована на о
тв ODS суп
а
лектронно-
1].
КО, Ю. А. СЕМ
ой в разр
ение их с
ойств во в
х и вплоть
емя наибол
ся упрочне
оплавких
ide dispers
более часто
. В качеств
ы Al2O3, Ti
оксида иттр
х получают
т следующ
ельницах 5
рис. 1, а)
ая из 1 мк
тиц) Y2O3
ерметичны
4) горячая
ожных на
ическим ле
рисадочно
анных спл
отсутствии
персплавов
микроскопи
МЕРЕНКО, Е
аботке ко
табильнос
всем интер
ь до предп
лее перспек
ение базов
оксидов.
sion streng
о служат а
ве упрочня
iO2, ThO2, L
рия Y2O3 бы
т методом
щие стадии
5 мкм пор
с добавле
км гранул
(см. рис. 1
ый стальной
я опрессов
аправлений
егирование
ого свароч
лавов. Осн
и существе
в с механи
ические из
. Д. ТАБАЧН
онструкцио
ти и одно
рвале темп
плавильны
ктивным п
вого сплава
Такие ма
thened) сп
аустенитны
яющих час
La2O3, BeO
ыли разраб
механичес
и: 1) совме
рошков исх
нием мелк
состоит из
1, б); 2) зап
й контейн
вка; 5) зон
й использо
ем являет
ного мате
новная иде
енной дегр
ическим ле
б
зображения
НИКОВА и др
онных мат
ородности
ператур эк
х температ
путем реше
а дисперсн
атериалы
лавами. Б
ые суперсп
стиц, как
и Y2O3. OD
ботаны в 90
ского легир
стное пере
ходных ко
кодисперсн
з большого
пайка дега
ер; 3) ком
ная перепл
ования OD
ся их исп
ериала для
ея такого п
радации ст
егирование
порошков
р.
атериалов
физико-
ксплуата-
тур.
ения этой
ными на-
принято
Базой для
плавы на
правило,
DS супер-
0-х годах
рования,
емалыва-
омпонент
ных кон-
о количе-
азирован-
пактиро-
лавка [1,
DS супер-
пользова-
я сварки
примене-
труктуры
ем в зоне
в Ni (а) и
ИССЛЕ
сварного
Физик
температ
Микрост
В нас
изучены
Inconel M
получен
стицами
2. МЕТО
Фактиче
MA758
центного
Рис. 2. По
го легиро
Рис. 3. М
MA758 [1
ЕДОВАНИЕ Ф
о шва.
ко-механич
турах выш
труктура с
тоящей ра
ы акустичес
MA758 (N
ного меха
и оксида ит
ДИКА ЭКС
еский сос
был опред
о анализа:
олучение O
ования [1].
Микроэлектр
1].
ФИЗИКО-МЕ
ческие сво
ше комнатн
уперсплав
аботе впер
ские и мех
i + 30%Cr
аническим
ттрия Y2O3.
СПЕРИМЕ
став изуче
делен мето
Cr 29,5±0
DS суперсп
ронограмма
ЕХАНИЧЕСК
ойства суп
ной были п
ва Inconel M
рвые в обл
анические
+ 0,5%W +
м легирова
.
ЕНТА, ХАР
енного об
одом рент
0,4%, Fe 0
плава Incone
а рекристал
КИХ СВОЙСТ
ерсплава I
одробно из
MA758 пок
ласти темп
е свойства н
+ 0,3%Al +
анием дис
РАКТЕРИС
бразца су
тгеноспект
0,8±0,06%,
el MА758 ме
изованного
В INCONEL М
Inconel MA
зучены ран
азана на ри
ператур 4,
нового суп
+ 0,05%C +
персными
СТИКИ ОБР
персплава
рального
, Ni 62,7±0
етодом меха
суперсплав
МА758 647
A758 при
нее [3—5].
ис. 3 [1].
,2—310 К
персплава
+ 0,6%Y),
наноча-
РАЗЦОВ
а Inconel
флуорес-
0,4%, Cu
аническо-
ва Inconel
648 К. А. ЮЩЕНКО, Ю. А. СЕМЕРЕНКО, Е. Д. ТАБАЧНИКОВА и др.
4,6±0,09%, Zn 2,03±0,07%, Y 0,5±0,03%.
Механические измерения выполнены путем одноосного сжатия
при скорости относительной деформации 4,5⋅10
−4
с
−1
при темпера-
турах 4,2, 77 и 300 К. Образцы для механических испытаний имели
форму прямоугольных призм с размерами 3,3×2,0×1,9 мм. Дефор-
мация выполнялась на машине МРК-3 производства ФТИНТ НАН
Украины (жесткость машины 7⋅106
Н/м). В ходе экспериментов ре-
гистрировались зависимости нагрузка—время, которые потом пере-
считывались в диаграммы «напряжение—пластическая деформа-
ция», из которых определялись условный предел текучести, мак-
симально достигнутое напряжение и деформация. Напряжение
рассчитывалось как отношение нагрузки к первоначальной площа-
ди поперечного сечения образца. Значение деформации определя-
лось как отношение изменения длины образца, обусловленного
пластической деформацией, к его первоначальной длине.
Акустические измерения выполнены методом механической ре-
зонансной спектроскопии на частоте 3,3 кГц в амплитудно-незави-
симой области звуковой деформации ≅ 10
−7. Изгибные колебания
свободного образца возбуждались электростатическим методом.
Акустические измерения выполнялись в отсутствие внешнего маг-
нитного поля. Температура стабилизировалась с точностью < 50 мК
при помощи AsGa термометра в области температур 5—50 К и Cu-
константановой термопары при 50—310 К и изменялась со скоро-
стью ≅ 1 К/мин.
3. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТА, ОБСУЖДЕНИЕ
Экспериментальные данные можно разделить на две группы, отно-
сящиеся к механическим (рис. 4) и акустическим свойствам (рис. 5)
изученного суперсплава.
На деформационных кривых наблюдаются две основные стадии
пластической деформации: при деформациях менее 3—5% наблю-
дается параболическая зависимость напряжения, которая потом
сменяется протяженным линейным участком. При температуре 4,2
К на деформационной кривой наблюдается скачкообразная дефор-
мация, которая начинается практически после условного предела
текучести и продолжается на всех последующих стадиях деформа-
ции с практически монотонным увеличением амплитуды скачков.
При понижении температуры от 300 до 4,2 К предел текучести
образцов повышается: условный предел текучести при температу-
рах 300, 77 и 4,2 К составляет 555, 850 и 940 МПа соответственно.
При всех исследованных температурах пластичность суперсплава
Inconel MA758 сохраняется на достаточно высоком уровне: при
температуре 4,2 К разрушение образцов происходило при пластиче-
ской деформации 20%, а при более высоких температурах разру-
ИССЛЕ
шение о
деформи
нения фо
При и
шении т
но пониж
растает.
поглоще
бенности
ровкой
Р
Рис. 5. Те
го декрем
ЕДОВАНИЕ Ф
образцов н
ирование о
ормы образ
изучении а
температур
жается от
При этом
ения и мод
и релаксац
динамичес
Рис. 4. Механ
емпературн
мента колеб
ФИЗИКО-МЕ
е происхо
бразцов пр
зцов.
акустическ
ры от 4,2 д
241 ГПА д
м на темпер
дуля упруг
ционной пр
ских дисл
нические св
а
ые зависим
аний δ (б) су
ЕХАНИЧЕСК
одило до зн
рекращало
ких свойств
до 300 К мо
до 227 ГПа
ратурных
гости не н
рироды, чт
локационн
войства супе
мости модул
уперсплава
КИХ СВОЙСТ
начений д
ось из-за зн
в установл
одуль Юнг
а, а поглощ
зависимос
наблюдают
то, вероятн
ных проце
ерсплава In
б
я Юнга Е (а
Inconel MА
В INCONEL М
еформации
начительно
лено, что п
а образца м
щение лине
стях акуст
ся какие-л
но, связано
ссов дисп
conel MA75
а) и логариф
А758.
МА758 649
и 30% и
ого изме-
при повы-
монотон-
ейно воз-
тического
либо осо-
о с блоки-
персными
58.
фмическо-
650 К. А. ЮЩЕНКО, Ю. А. СЕМЕРЕНКО, Е. Д. ТАБАЧНИКОВА и др.
наночастицами оксида иттрия Y2O3.
4. ВЫВОДЫ
Известно, что структурно-фазовые превращения сопровождаются
появлением пика акустического поглощения, температура локали-
зации которого соответствует температуре превращения. Как пра-
вило, температуры прямого и обратного превращения не совпада-
ют, и на температурной зависимости модуля упругости наблюдает-
ся гистерезисная петля, а температура локализации пика акустиче-
ского поглощения меняется при нагреве и охлаждении [6—8]. От-
сутствие на полученных температурных зависимостях акустиче-
ского поглощения и модуля упругости особенностей и гистерезис-
ных петель, характерных для структурно-фазовых превращений,
свидетельствует о стабильности структуры изученного суперсплава
в исследованном интервале температур.
Таким образом, в интервале температур 4,2—310 К суперсплав
Inconel MA758 обладает стабильной структурой и достаточно высо-
кими показателями прочности и пластичности.
ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
1. P. R. Soni, Mechanical Alloying: Fundamentals and Applications (Cambridge,
England: Cambridge International Science Publishing: 2000).
2. Handbook of Non-Ferrous Metal Powders: Technologies and Applications (Else-
vier: 2009).
3. Special Metals Corporation Company Brochure: Inconel Alloy MA758 (Special
Metals Corporation Company: 2004).
4. Inconel Alloy MA758, Alloy Diag., ASM International, Rev. May (1996).
5. ASM Specialty Handbook: Nickel, Cobalt and Their Alloys (Materials Park, OH:
ASM International: 2000).
6. В. С. Постников, Внутреннее трение в металлах (Москва: Металлургия:
1974).
7. С. П. Никаноров, Б. К. Кардашев, Упругость и дислокационная неупру-
гость кристаллов (Москва: Наука: 1985).
8. А. Новик, Б. Берри, Релаксационные явления в кристаллах (Москва: Ато-
миздат: 1975).
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-74626 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1816-5230 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T16:42:35Z |
| publishDate | 2011 |
| publisher | Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Ющенко, К.А. Семеренко, Ю.А. Табачникова, Е.Д. Подольский, А.В. Скибина, Л.В. Смирнов, С.Н. Савченко, В.С. 2015-01-22T10:58:06Z 2015-01-22T10:58:06Z 2011 Исследование физико-механических свойств нового наноструктурного суперсплава Inconel МА758 в интервале температур 4,2—310 К / К.А. Ющенко, Ю.А. Семеренко, Е.Д. Табачникова, А.В. Подольский, Л.В. Скибина, С.Н. Смирнов, В.С. Савченко // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології: Зб. наук. пр. — К.: РВВ ІМФ, 2011. — Т. 9, № 3. — С. 645-650. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. 1816-5230 PACS numbers: 61.72.Ff, 62.23.St, 62.40.+i, 62.65.+k, 81.07.Bc, 81.20.Ev, 81.40.Jj https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/74626 В интервале температур 4,2—310 К впервые изучены механические и акустические свойства нового наноструктурного сплава Inconel МА758, полученного механическим легированием дисперсными наночастицами оксида иттрия Y₂O₃. Показано, что в интервале температур 4,2—310 К суперсплав Inconel MA758 обладает стабильной структурой и достаточно высокими показателями прочности и пластичности. В інтервалі температур 4,2—310 К вперше вивчено механічні та акустичні властивості нового наноструктурного стопу Inconel МА758, одержаного механічним леґуванням дисперсними наночастинками оксиду ітрію Y₂O₃. Показано, що в інтервалі температур 4,2—310 К суперстоп Inconel MA758 має стабільну структуру та досить високі показники міцности та пластичности. Mechanical and acoustical properties of the new nanostructured alloy INCONEL MA758 fabricated by the mechanical alloying with Y₂O₃ yttrium oxide disperse nanoparticles are studied for the first time. As shown, the superalloy INCONEL MA758 has a stable microstructure and rather high strength and plasticity within the temperature range of 4.2—300 K investigated. ru Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології Исследование физико-механических свойств нового наноструктурного суперсплава Inconel МА758 в интервале температур 4,2—310 К Article published earlier |
| spellingShingle | Исследование физико-механических свойств нового наноструктурного суперсплава Inconel МА758 в интервале температур 4,2—310 К Ющенко, К.А. Семеренко, Ю.А. Табачникова, Е.Д. Подольский, А.В. Скибина, Л.В. Смирнов, С.Н. Савченко, В.С. |
| title | Исследование физико-механических свойств нового наноструктурного суперсплава Inconel МА758 в интервале температур 4,2—310 К |
| title_full | Исследование физико-механических свойств нового наноструктурного суперсплава Inconel МА758 в интервале температур 4,2—310 К |
| title_fullStr | Исследование физико-механических свойств нового наноструктурного суперсплава Inconel МА758 в интервале температур 4,2—310 К |
| title_full_unstemmed | Исследование физико-механических свойств нового наноструктурного суперсплава Inconel МА758 в интервале температур 4,2—310 К |
| title_short | Исследование физико-механических свойств нового наноструктурного суперсплава Inconel МА758 в интервале температур 4,2—310 К |
| title_sort | исследование физико-механических свойств нового наноструктурного суперсплава inconel ма758 в интервале температур 4,2—310 к |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/74626 |
| work_keys_str_mv | AT ûŝenkoka issledovaniefizikomehaničeskihsvoistvnovogonanostrukturnogosupersplavainconelma758vintervaletemperatur42310k AT semerenkoûa issledovaniefizikomehaničeskihsvoistvnovogonanostrukturnogosupersplavainconelma758vintervaletemperatur42310k AT tabačnikovaed issledovaniefizikomehaničeskihsvoistvnovogonanostrukturnogosupersplavainconelma758vintervaletemperatur42310k AT podolʹskiiav issledovaniefizikomehaničeskihsvoistvnovogonanostrukturnogosupersplavainconelma758vintervaletemperatur42310k AT skibinalv issledovaniefizikomehaničeskihsvoistvnovogonanostrukturnogosupersplavainconelma758vintervaletemperatur42310k AT smirnovsn issledovaniefizikomehaničeskihsvoistvnovogonanostrukturnogosupersplavainconelma758vintervaletemperatur42310k AT savčenkovs issledovaniefizikomehaničeskihsvoistvnovogonanostrukturnogosupersplavainconelma758vintervaletemperatur42310k |