Влияние термообработки на прочностные характеристики сплавов Mo-Zr-C

Проведено изучение структурно-фазовых превращений и механических свойств карбидных молибденовых сплавов в области температур 300…2500 K. Образцы подвергались различным видам термообработки для выявления характера распада матричного твердого раствора. Определены области дисперсионного и композицион...

Full description

Saved in:

Bibliographic Details
Date:	2014
Main Authors:	Семененко, В.Е., Овчаренко, А.И., Пилипенко, Н.Н.
Format:	Article
Language:	Russian
Published:	Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України 2014
Series:	Вопросы атомной науки и техники
Subjects:	Физика и технология конструкционных материалов
Online Access:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/80062
Tags:	Add Tag No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Cite this:	Влияние термообработки на прочностные характеристики сплавов Mo-Zr-C / В.Е. Семененко, А.И. Овчаренко, Н.Н. Пилипенко // Вопросы атомной науки и техники. — 2014. — № 1. — С. 120-125. — Бібліогр.: 17 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-80062
record_format	dspace
spelling	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-800622025-02-09T22:03:46Z Влияние термообработки на прочностные характеристики сплавов Mo-Zr-C Вплив термообробки на міцнісні характеристики сплавів Mo-Zr-C Influence of heat treatment on the strength of the Mo-Zr-C alloy Семененко, В.Е. Овчаренко, А.И. Пилипенко, Н.Н. Физика и технология конструкционных материалов Проведено изучение структурно-фазовых превращений и механических свойств карбидных молибденовых сплавов в области температур 300…2500 K. Образцы подвергались различным видам термообработки для выявления характера распада матричного твердого раствора. Определены области дисперсионного и композиционного механизмов упрочнения жаропрочных тугоплавких карбидных микрокомпозитов. Проведено вивчення стукрурно-фазових перетворень і механічних властивостей карбідних молібденових сплавів в області температур 300…2500 К. Зразки піддавалися різним видам термообробки для виявлення характеру розпаду матричного твердого розчину. Визначено області дисперсійного та композиційного механізмів зміцнення жароміцних тугоплавких карбідних мікрокомпозитів. A study of structural phase transitions and mechanical properties of carbide molybdenum alloys in the temperature range 300…2500 K was conducted. Samples were subjected to various kinds of heat treatment for detecting the character of the decay of matrix solid solution. Areas of dispersive and composite mechanisms of hardening of heatresistant refractory carbide microcomposites were identified. 2014 Article Влияние термообработки на прочностные характеристики сплавов Mo-Zr-C / В.Е. Семененко, А.И. Овчаренко, Н.Н. Пилипенко // Вопросы атомной науки и техники. — 2014. — № 1. — С. 120-125. — Бібліогр.: 17 назв. — рос. 1562-6016 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/80062 669.015.045:541.12.03 ru Вопросы атомной науки и техники application/pdf Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Физика и технология конструкционных материалов Физика и технология конструкционных материалов
spellingShingle	Физика и технология конструкционных материалов Физика и технология конструкционных материалов Семененко, В.Е. Овчаренко, А.И. Пилипенко, Н.Н. Влияние термообработки на прочностные характеристики сплавов Mo-Zr-C Вопросы атомной науки и техники
description	Проведено изучение структурно-фазовых превращений и механических свойств карбидных молибденовых сплавов в области температур 300…2500 K. Образцы подвергались различным видам термообработки для выявления характера распада матричного твердого раствора. Определены области дисперсионного и композиционного механизмов упрочнения жаропрочных тугоплавких карбидных микрокомпозитов.
format	Article
author	Семененко, В.Е. Овчаренко, А.И. Пилипенко, Н.Н.
author_facet	Семененко, В.Е. Овчаренко, А.И. Пилипенко, Н.Н.
author_sort	Семененко, В.Е.
title	Влияние термообработки на прочностные характеристики сплавов Mo-Zr-C
title_short	Влияние термообработки на прочностные характеристики сплавов Mo-Zr-C
title_full	Влияние термообработки на прочностные характеристики сплавов Mo-Zr-C
title_fullStr	Влияние термообработки на прочностные характеристики сплавов Mo-Zr-C
title_full_unstemmed	Влияние термообработки на прочностные характеристики сплавов Mo-Zr-C
title_sort	влияние термообработки на прочностные характеристики сплавов mo-zr-c
publisher	Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України
publishDate	2014
topic_facet	Физика и технология конструкционных материалов
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/80062
citation_txt	Влияние термообработки на прочностные характеристики сплавов Mo-Zr-C / В.Е. Семененко, А.И. Овчаренко, Н.Н. Пилипенко // Вопросы атомной науки и техники. — 2014. — № 1. — С. 120-125. — Бібліогр.: 17 назв. — рос.
series	Вопросы атомной науки и техники
work_keys_str_mv	AT semenenkove vliânietermoobrabotkinapročnostnyeharakteristikisplavovmozrc AT ovčarenkoai vliânietermoobrabotkinapročnostnyeharakteristikisplavovmozrc AT pilipenkonn vliânietermoobrabotkinapročnostnyeharakteristikisplavovmozrc AT semenenkove vplivtermoobrobkinamícnísníharakteristikisplavívmozrc AT ovčarenkoai vplivtermoobrobkinamícnísníharakteristikisplavívmozrc AT pilipenkonn vplivtermoobrobkinamícnísníharakteristikisplavívmozrc AT semenenkove influenceofheattreatmentonthestrengthofthemozrcalloy AT ovčarenkoai influenceofheattreatmentonthestrengthofthemozrcalloy AT pilipenkonn influenceofheattreatmentonthestrengthofthemozrcalloy
first_indexed	2025-12-01T07:06:50Z
last_indexed	2025-12-01T07:06:50Z
_version_	1850288699994013696
fulltext	120 ISSN 1562-6016. ВАНТ. 2014. №1(89) УДК 669.015.045:541.12.03 ВЛИЯНИЕ ТЕРМООБРАБОТКИ НА ПРОЧНОСТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СПЛАВОВ Mo-Zr-C В.Е. Семененко, А.И. Овчаренко, Н.Н. Пилипенко* Харьковский национальный университет им. В.Н. Каразина, Харьков, Украина E-mail: physics-energy@khnu.org; Национальный научный центр «Харьковский физико-технический институт», Харьков, Украина Проведено изучение структурно-фазовых превращений и механических свойств карбидных молибдено- вых сплавов в области температур 300…2500 K. Образцы подвергались различным видам термообработки для выявления характера распада матричного твердого раствора. Определены области дисперсионного и композиционного механизмов упрочнения жаропрочных тугоплавких карбидных микрокомпозитов. ВВЕДЕНИЕ Для дальнейшего развития ядерной, термоядер- ной и нетрадиционной энергетики, металлообраба- тывающей промышленности необходимы высоко- температурные и особо прочные конструкционные материалы, основой которых являются тугоплавкие металлы. Гидриды тугоплавких металлов использу- ются в водородной энергетике [1-4]. Молибден и его сплавы – основной конструкционный материал для осуществления термоэмиссионных программ ядер- ных тепловых реакторов. Листы молибденовых жа- ропрочных сплавов больших размеров используют- ся для обкладки камер реакторов поддержания плазмы и являются перспективным материалом для изготовления бланкета термоядерного реактора [5-7]. В ряду жаропрочных материалов заметное место занимают сплавы системы тугоплавкий металл–фаза внедрения, в которых наблюдается существенное упрочнение в результате блокировки движения дис- локаций примесями внедрения или мелкодисперс- ными выделениями оксидов, нитридов, карбидов. Максимальный прирост высокотемпературной прочности достигается введением малых присадок тугоплавких карбидов MeIVC или более тугоплавко- го вольфрама (рис. 1). Назначение молибдена и его сплавов примерно такое же, как и вольфрама, однако применение мо- либдена более экономически выгодно, кроме того, он легко обрабатывается. Карбидообразующие эле- менты, фазы внедрения типа MeC (NbC, TiC и др.) приводят к уменьшению скорости ползучести, сни- жению радиационного распухания, охрупчивания [8-10]. Применяемые в настоящее время разнообразные технологические термообработки сопровождаются изменением структуры сплава за счет рекристалли- зации, а также образования и движения линейных и точечных дефектов, способных взаимодействовать с примесями внедрения. Такое взаимодействие может приводить к перераспределению примесей между позициями различного типа: изолированный атом; атом в атмосфере дислокаций; атом, связанный в комплексе с другими примесными атомами и т. п. [9]. Поэтому актуальной является проблема изуче- ния механизмов изменения физико-механических свойств при различных видах термообработки спла- вов. Представляется важным выяснение условий сохранения деформационного упрочнения и тормо- жения посткристаллизационных процессов в гете- рофазных сплавах с большой объемной долей кар- бидных сплавов [10-11]. Рис. 1. Характеристики современных жаропрочных материалов [1-4, 8, 12]: а – прочности; б – удельной прочности Целью данной работы является изучение взаимо- связи изменения механических свойств сплавов сис- темы Mo-Zr-C в широкой области температур и со- ставов с процессами структурно-фазовых превраще- ний, происходящих в них при различных видах тер- мообработок. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА Исследования проводили на молибденовых сплавах с различным содержанием углерода и цир- кония (мас.%): сплав 1 – 0,018% C; сплав 2 – 0,25% C, 0,25% Zr; сплав 3 – 0,4% C, 0,4% Zr; сплав 4 – квазиэвтектического состава (86% Mo, 12,4% Zr, 1,6% C), в котором объемная доля ZrC – 20…21,5 об.%. Содержание примесей внедрения (O, N), согласно данным химического анализа, состав- ляло менее 2·10-3 мас.% каждого, водорода – менее (1…3)·10-4 мас.%. Образцы сплавов 1-3 получали из прутка диаметром 8…12 мм, полученного электрон- ISSN 1562-6016. ВАНТ. 2014. №1(89) 121 но-лучевой плавкой с последующей деформацией до 90% на вакуумно-прокатном стане, аналогично [11]. Диффузионный отжиг осуществляли в вакууме P < 2·10-5 Торр. Сплавы Mo-Zr-C квазиэвтектическо- го состава получали методом высокоградиентной направленной кристаллизации [12-13]. За закалку принимали такой режим теплообра- ботки, при котором после высокотемпературной выдержки (2400 K, 1 ч) образцы охлаждали с от- ключенным нагревателем со скоростью ~ 1100 K первую минуту и 600…700 K последующие 5…7 мин. Старение сплавов 1-3 после закалки– отжига проводили в течение одного часа при 1200…2100 K. Электронно-микроскопические ис- следования проводили с использованием в качестве препарата тонких фольг и экстракционных реплик [11]. Микротвердость измеряли на ПМТ-3, механи- ческие испытания проводили на образцах, вырезан- ных из слитка электроискровым способом с после- дующей электрополировкой для снятия искаженно- го, наклепанного слоя, на разрывной машине Instron, скорость нагружения 10-3 с-1. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ Согласно данным электронной микроскопии структура состаренных сплавов 1 незначительно отличается от структуры закаленных сплавов. На- блюдаются отдельные выделения в виде тонких час- тиц Mo2C неправильной формы размером 0,4…0,6 мкм (рис. 2). Вокруг этих частиц обнаруже- ны ряды призматических дислокационных петель, размеры которых близки к размеру карбида, являю- щегося источником их зарождения. Наблюдаемые явления, вероятно, обусловлены нестабильностью твердого раствора углерода в молибдене [11]. Заме- тим, что растворимость углерода в молибдене при 2500 К составляет 0,2 ат.% (0,02 мас.%), в то же время растворимость молибдена при комнатной температуре практически отсутствует. Закалкой, даже с применением высоких скоростей охлажде- ния, не удается полностью подавить распад твердо- го раствора. Структура закаленного сплава оказывается неус- тойчивой, при последующем старении распад твер- дого раствора и сопутствующие ему явления про- должаются, развитие их происходит неравномерно и локализуются они вблизи уже существующих гра- ниц раздела фаз Mo-Mo2C. Однако это не исключает возможности образования в некоторых объемах твердого раствора новых карбидных фаз в процессе старения. Именно поэтому в наблюдаемых при электронно-микроскопических исследованиях со- старенных образцах чаще обнаруживаются карбид- ные выделения и дислокации вокруг них. Следует учитывать, что из-за малой растворимости углерода в молибдене при комнатной температуре (приблизи- тельно 10-4 ат.%) по сравнению с температурой за- калки (3,8·10-2 ат.%) объемная доля карбидных вы- делений, образующихся при распаде твердого рас- твора, всегда будет небольшой, поэтому значитель- ного повышения прочности сплава Mo-C (сплав 1) за счет дисперсионного твердения не наблюдалось. Рис. 2. Выделение карбидов в сплаве 1 и призматические петли дислокаций. Стрелкой указаны призматические петли По данным микродиффракционного анализа, в сплавах 2 и 3 при закалке и старении наблюдаются структурные изменения – выделения в молибдено- вой матрице в форме пластин или дисков, которые соответствуют структуре карбидов циркония с ГЦК- решеткой (рис. 3). Следует отметить, что введение циркония в сплавы Mo-Zr-C значительно повышает раствори- мость углерода в твердом растворе при температу- рах, близких к эвтектической (приблизительно 2500 К). В аналогичных системах сплавов наблюда- ется повышение высокотемпературной стабильно- сти [14]. Обнаружено, что при закалке в твердых растворах сплавов 2, 3 фиксируется значительно большее количество углерода, чем в сплавах Mo-C, что связано с увеличением размеров междоузлий. Цирконий имеет больший, чем молибден, атомный радиус и образует с ним твердый раствор замеще- ния. Высокая степень пересыщения твердого рас- твора углеродом, образующегося при закалке этих сплавов, приводит к интенсивному его распаду в процессе отпуска с образованием большого количе- ства ZrC. Однако, так как для зарождения и роста карбида циркония необходима определенная диф- фузионная подвижность атомов, наиболее интен- сивно распад твердого раствора сплавов 2 и 3 про- текает при 1800…1900 K. 122 ISSN 1562-6016. ВАНТ. 2014. №1(89) Рис. 3. Электронограмма естественно состаренного сплава (а) и подвергнутого контролируемому старению (б) Mo-Zr-C Установлено, что образующие при этом выделе- ния ZrC служат эффективными барьерами для пере- мещения дислокаций, вызывая упрочнения сплавов до температур более 2000 K (рис. 4). Рис. 4. Температурные зависимости механических свойств молибденовых сплавов: х – деформирован- ного сплава 1; ● – деформированного и ○ – литого сплава 3 Как видно из рис. 4, наблюдаемое экстремальное значение твердости при 1500…1900 K совпадает с температурой максимального выделения карбидной упрочняющей фазы ZrC в сплавах 2 и 3. Таким об- разом, в закаленном (рекристаллизованном) состоя- нии, как и в деформированном, общий уровень жа- ропрочности возрастает с увеличением общей объ- емной доли карбида циркония. При температуре меньше 1700 K наблюдается рост σb до 470 МПа. Наблюдаемая температура максимальной прочности примерно на 100 град ниже температур максималь- ной твердости, что объясняется ускорением процес- са распада твердого раствора под действием нагруз- ки при пластической деформации сплавов. Допол- нительный отпуск сплава 3 при 1600 K перед прове- дением механических испытаний практически не изменяет прочностные свойства (по сравнению с закаленным) при высоких температурах, так как при этом старение протекает в незначительной степени. Повышение температуры отпуска до 1900 K полностью снимает эффект упрочнения металла в процессе испытания при 1700 K. Определено, что в случае предварительного старения при 1600…1900 K практически не изменяется относи- тельное удлинение (δ ~ 5…10%), но сужение ψ по- вышается в 3…4 раза по сравнению с закаленным сплавом (рис. 5). Аналогичные результаты наблю- дались при исследовании сплавов Mo-TZC [15]. Наибольшее повышение жаропрочности в сплавах 3 происходило в диапазоне температур 1400…1700 K с максимумом при ~ 1700 K. Таким образом, экстремумы на кривых σb(T) для сплавов 1-3 свидетельствуют об определенной сте- пени пересыщенности их твердых растворов. Раз- мытый максимум на кривой прочности характерен для литого сплава, находящегося (см. рис. 5) в не- равновесном состоянии. Наблюдается корреляция снижения прочности молибденовых сплавов в зави- симости от температуры кристаллизации, которая составляла для сплава 1 ~ 1200 K, для сплава 2 более 1700 K. Рис. 5. Влияние режима предварительного старения в течение 1 ч на температурные зависимости механических свойств сплава 3: ● – 2400 К; ○ – 2400 + 1600 К; х – 2400 + 1800 К С целью повышения эффективности упрочнения молибденовых сплавов карбидом циркония методом высокоградиентной направленной кристаллизации ISSN 1562-6016. ВАНТ. 2014. №1(89) 123 получен эвтектический микрокомпозит (МКМ) Mo-ZrС, в котором объемная доля карбидов состав- ляла 20…21,5 об.%. Следует отметить, что в сплаве Мо-1,6 мас.% С введение до 12 мас.% Zr (сильного карбидообразователя) существенно изменит как процесс направленной кристаллизации, так и свой- ства квазибинарной композиции в целом. Система Mo-ZrC характеризуется большим раз- личием энтропий плавления фаз: Sпл. Mo = = 12,65 Дж/(моль·град), а Sпл. ZrC = 54,62 Дж/(моль·град), т. е. наблюдается явный случай ограненной- неограненной эвтектической системы. Для такой системы определенная методом декантации дистан- ция лидирования ведущей кристаллизацию карбид- ной фазы высока [10], поэтому существуют большие возможности свободного разветвления ведущей кристаллизацию фазы, что вызывает уменьшение регулярности структуры квазиэвтектического спла- ва. Использование резких градиентов температур на фронте кристаллизации G более 500…600 К/см и малых скоростей кристаллизации R > 22·10-2 м/ч приводит к резкому подавлению развития дендрит- ных ветвей, неблагоприятно ориентированных в направлении теплоотвода. Последнее уменьшает разветвленность фаз в ходе их парного роста и сни- жает плотность локальных дефектов. В результате предотвращается двухфазная нестабильность, что приводит к получению регулярной, пространствен- но-ориентированной структуры. Последнее наблю- дается при скоростях кристаллизации R > 13,8·10-4 м/с и градиентах температуры на фрон- те кристаллизации G > 450…600 K/см. В результате формируется однородная, пространственно- ориентированная структура – естественный МКМ. Совершенный МКМ представляет собой бимонок- ристалл – внедренные в монокристаллическую мо- либденовую матрицу нитевидные кристаллы карби- дов (рис. 6). Рис. 6. Микроструктура композита Mo-Zr-C, продольное сечение. X 600. R = 1,6·10-5 м/c Анализ процесса деформирования МКМ в про- цессе растяжения показывает, что в системе Mo-ZrC деформация молибденовой матрицы в направлении <110> осуществляется скольжениями по плоскости (110). При высоких температурах (более 0,7 Тпл) активизируются новые плоскости скольжения в матричной и карбидной фазах. У карбидов исчезают различия в кристаллографических особенностях скольжения в плоскостях (110), (100) и в направле- нии <110>, наиболее характерных для данной сис- темы. В процессе пластической деформации МКМ отдельные участки дислокации взаимодействуют с препятствиями, образуя барьеры типа Коттрелла- Ломера, и тем самым, формируя дислокационные сплетения – эффективные препятствия для движе- ния дислокаций, вытянутые вдоль направления скольжения в плоскостях типа <110> (рис. 7,а,в). По данным электронной микроскопии, плотность дис- локаций монокристаллов молибдена, деформиро- ванных на 20…40%, составляет ρd ~ 1010…3·1011 см-2, тогда как в МКМ Mo-Zr-C при тех же условиях ρd = 1013 см-2. Измеренная микротвердость молибде- на в процессе однотипной деформации изменялась от 1400 до 2500…2600 МПа, при этом в МКМ она возросла до 3000…3700 МПа. Полученные резуль- таты указывают на деформационное упрочнение матрицы, что способствует ее большему вкладу в механизм композиционного упрочнения при повы- шенных температурах (дисперсионное упрочнение), которое наблюдалось при T ≤ 1400…1700 K (см. рис. 1). Обнаружено, что в процессе механических ис- пытаний МКМ на поверхности карбида в результате скопления дислокаций (см. рис. 7,а) создаются ло- кальные напряжения, превышающие теоретическую прочность на сдвиг ~ G/15 (G – модуль сдвига). В результате совершенные кристаллы карбидов (плот- ность дислокаций ρd ~ 102 см-2) хрупко разрушаются по дефектам упаковки (см. рис. 7,б). Тугоплавкие МКМ с протяженными карбидными волокнами (от- ношение длины l к диаметру d достигает ~ 1000) выдерживают многократное дробление до достиже- ния ими (l/d)кр= σb /2τ (σb * – напряжение разрушения карбида, τ – предел текучести матрицы). Рис. 7. Микроструктура композита Mo-Zr-C: а – субмикроскопические нарушения; б – дефект упаковки в нитевидных кристаллах ZrC; в – барьеры Коттрелла-Ломера; г – фрагментирование карбидов 124 ISSN 1562-6016. ВАНТ. 2014. №1(89) Показано, что образование субмикротрещин происходит в участках плоскостей скольжения, где сдвиг заторможен прочным карбидным препятстви- ем. Последнее, вероятно, служит подтверждением тесной связи распространения микротрещин с предшествующим процессом скольжения. Обнару- жены два типа полос скольжения – равномерно рас- пределенные по всему сечению образца и локализи- рованные вблизи мест дробления волокон. С ростом дисперсности МКМ полосы скольжения первого типа выражены слабее, что обусловлено эффектом «стеснения» матрицы. Для очень тонких волокон (≤ 1 мкм) с ростом степени деформации наблюдали полосы ротационных сбросов шириной до 0,2 мм, на фронте которых волокна разрушались из-за изгиба или скручивания, аналогично описанному в [16]. Результаты кратковременных механических раз- рывных испытаний тугоплавкого МКМ Mo-Zr-C приведены на рис. 8. Как видно из рисунка, наблюдается существен- ное увеличение прочности МКМ в диапазоне темпе- ратур 300…~ 2500 K по сравнению с аналогичными данными для современных жаропрочных сплавов (см. рис. 1). Рис. 8. Температурные зависимости: а – прочности; б – пластичности исходной (1) и после отжига в посткристаллизационный период (2) направленно-закристаллизованной композиции Mo-ZrC Изменение характера наклона кривой σb(T) сви- детельствует об изменении характера упрочнений жаропрочного материала – дисперсионного и ком- позиционного [5, 13, 17]. Последний механизм пре- обладает при температурах более 1600…1700 K. Показано, что пластичность соответственно и жаро- прочного МКМ увеличивается. Это обусловлено тем, что в процессе посткристаллизационного отжи- га карбидная фаза является подложкой при распаде пересышенного твердого раствора. Происходит очи- стка матрицы от углерода и охрупчивающих карби- дов Mo2C, повышается пластичность жаропрочного материала на 15…20%. ВЫВОДЫ Определены оптимальные режимы закалки спла- вов молибден-углерод, легированных цирконием. Изучена микроструктура состаренных сплавов и показано, что источником зарождения карбидов яв- ляются ряды призматических дислокационных пе- тель. Последующий распад твердого раствора про- исходит неравномерно вблизи образованных границ раздела фаз. Наиболее интенсивный распад протека- ет при 1800…1900 К, упрочнение сплавов дисперс- ными частицами циркония наблюдается до темпера- тур менее 2000 К. Происходит корреляция снижения прочности молибденовых сплавов в зависимости от температуры кристаллизации, которая составляет для сплава 1 ~ 1200 K, для сплава 2 более 1700 K. Изучен характер упрочнения МКМ Mo-ZrC с большим объемным (20…21,5 об.%) содержанием карбидной фазы. В процессе пластической дефор- мации МКМ дислокации взаимодействуют с ните- видными кристаллами карбида, образуются барьеры типа Коттрелла-Ломера и формируются дислокаци- онные сплетения – эффективные препятствия для движения дислокаций. Определены характер деформационного упроч- нения молибденовой матрицы, области температур, в которых наблюдаются эффективные механизмы дисперсионного и композиционного упрочнений. Установлен механизм зональной очистки матри- цы МКМ от углерода и сопутствующих карбидов, что обусловливает рост на 15…20% технологиче- ской пластичности тугоплавких карбидных мате- риалов. Полученные результаты можно использо- вать при выборе условий термообработки высоко- прочных карбидных материалов, которые могут быть применены в качестве штампов и матриц высокопрочного прессового оборудования при высоких температурах, и структурно-стабильных износостойких покрытий. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. В.М. Ажажа, М.А. Тихоновский и др. // Вопросы атомной науки и техники. Серия «Вакуум, чистые материалы, сверхпроводники». 2006, №1, с. 266-274. 2. Г.Я. Колбеков, Л.Г. Щербакова. Фундамен- тальные проблемы водородной энергетики. Киев: КІМ, 2010, 170 с. 3. В.Н. Воеводин, И.М. Неклюдов. Эволюция структурно-фазового состояния и конструк- ционная стойкость материалов. Киев: «Наукова думка», 2006, с. 115-160. 4. Н.А. Азаренков, В.Е. Семененко, А.В. Леоно- вич. Термическая и размерная стабильность ISSN 1562-6016. ВАНТ. 2014. №1(89) 125 тугоплавких карбидных микрокомпозитов // Проблемы прочности. 2013, №4, с. 135. 5. J. Bolgomol et al. High temperature alloys WC- WC2 // Journal Alloy Compound. 2010, issuе 1-2, v. 490, р. 557. 6. N.A. Azarenkov, V.E. Semenenko, A.V. Leono- vich. Bimonocrystall materials – In Situ Refractorey Microcomposites // Journal of Knarkiv National University №1041. Рhysical series «Nuclei, Particles, Fields». 2013, issue 2/58, p. 111-115. 7. Structural integrity and lifetime of NPP equipment “SIL”: Abstracts of international Conference, Kyiv, Ukraine, 2012. 8. В.И. Изотов. Выделение дисперсных карбидов ванадия на межфазных границах при перлитном превращении сталей // Физика металлов, металловедение. 2011, т. 111, №6, с. 619-625. 9. A.M. Kosevich. The crystal lattice: Photons, Solution, Dislocation, Superlattices. Willey-Vergard, Weinheim, 2005, р. 241-244. 10. V.E. Semenenko, A.S. Posukhov, N.N. Pili- penko. High-strength and wear-resistant eutectic composites // Journal of Superhard materials. 2006, v. 28, №5, p. 57-62. 11. Н.А. Азаренков, В.Е. Семененко, В.А. Позня- ков. Высокотемпературные естественные микроком- позиты // Металлофизика новейших технологий. 2011, т. 33, №12, с. 379-391. 12. H.B. Dong. Analysis of Grain Selection during Directional Solidification of Gas Turbine Blades // Proceedings of the World Congress on Engineering. 2007, v. II WCE, July 2-4, 2007, London, U.K. 13. В.Е. Семененко, Н.Н. Пилипенко. Жаропроч- ные композиционные материалы на основе тугоплавких металлов // Вопросы атомной науки и техники. Серия «Вакуум, чистые материалы, сверхпроводники». 2011, №6, с. 79-84. 14. Haisheng et al. Microstructure and micro- hardness of directional solidified and heat treatment on Columbium alloys // Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2011, v. 21, іssue 6. 15. Г.С. Бурханов. Тугоплавкие металлы и спла- вы. М.: «Наука», 2007, 325 с. 16. В.И. Владимиров, А.Е. Романов. Дисклина- ции в кристаллах. Л.: «Наука», 1996, 228 с. 17. Р.В. Херцберг. Деформация и механика разру- шения конструкционных материалов. М.: «Метал- лургия», 1999, 345 с. Статья поступила в редакцию 08.11.2013 г. ВПЛИВ ТЕРМООБРОБКИ НА МІЦНІСНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ СПЛАВІВ Mo-Zr-C В.Є. Семененко, А.І. Овчаренко, М.М. Пилипенко Проведено вивчення стукрурно-фазових перетворень і механічних властивостей карбідних молібденових сплавів в області температур 300…2500 К. Зразки піддавалися різним видам термообробки для виявлення ха- рактеру розпаду матричного твердого розчину. Визначено області дисперсійного та композиційного механіз- мів зміцнення жароміцних тугоплавких карбідних мікрокомпозитів. INFLUENCE OF HEAT TREATMENT ON THE STRENGTH OF THE Mo-Zr-C ALLOY V.E. Semenenko, A.I. Ovcharenko, M.M. Pylypenko A study of structural phase transitions and mechanical properties of carbide molybdenum alloys in the temperature range 300…2500 K was conducted. Samples were subjected to various kinds of heat treatment for detecting the char- acter of the decay of matrix solid solution. Areas of dispersive and composite mechanisms of hardening of heat- resistant refractory carbide microcomposites were identified.

Влияние термообработки на прочностные характеристики сплавов Mo-Zr-C

Institution

Similar Items