МЕХАНИЧЕСКИЕ, АКУСТИЧЕСКИЕ И СТРУКТУРНЫЕ СВОЙСТВА НОВЫХ СПЛАВОВ 54.6Ni-11Fe-30Cr-3.5Nb-0.5Ti-0.4C и 58Ni-11Fe-30Cr-0.5Nb-0.5Ti

В ОБЛАСТИ ТЕМПЕРАТУР 4.2-440 К

 

Ю.А. Семеренко1, К.А. Ющенко2, Е.Д. Табачникова1, Л.В. Скибина1,

В.С. Савченко2, М.А. Тихоновский3, А.М. Бовда3, Т.Ю. Рудычева3

1ФТИНТ им. Б.И. Веркина НАНУ, г. Харьков, Украина, e-mail: semerenko@ilt.kharkov.ua

2Институт электросварки им. Е.О. Патона НАНУ, г. Киев, Украина, e-mail: yu.kon@paton.kiev.ua

3Национальный научный центр ”Харьковский физико-технический институт”, г. Харьков, Украина,
e-mail: tikhonovsky@kipt.kharkov.ua

 

Изучены акустические, механические и структурные свойства сплавов 54.6Ni-11Fe-30Cr-3.5Nb-0.5Ti-0.4C вес.% (сплав №1) и 58Ni-11Fe-30Cr-0.5Nb-0.5Ti вес.% (сплав №2).

 

Подпись: Рис. 1.

 

 

Исследованные образцы сплавов были выплавлены в аргонно-дуговой печи на водоохлаждаемой медной подложке в атмосфере очищенного аргона с использованием нерасходуемого вольфрамового электрода. С целью обеспечения однородности распределения компонентов сплав переплавлялся 4-10 раз с переворачиванием слитков. Весовой контроль показал отсутствие потери компонентов при плавке. Контроль однородности образцов осуществляли на металлографических шлифах поперечного сечения слитков. Во всех исследованных образцах ликвация отсутствовала. Внешний вид типичного слитка сплавов №1 и №2 приведен на рис.1.

Далее слитки полученные дуговой плавкой прокатывались на холоду при единичном обжатии 5-7%. После деформации на 20-25% образцы отжигали при температуре 900о С в течение 1 часа. В результате были получены полосы толщиной 2 мм без трещин и разрывов. Сплав №1 имеет двухфазную структуру (рис. 2). Сплав №2 однофазный (рис. 3), величина зерна составляет 20-30µк.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2. Микроструктура литого сплава №1: а, в –металлография; с - растровая микроскопия, видны мелкие карбиды ниобия.

  

Рис. 3. Микроструктура литого сплава №2 (металлография).

 

Микротвердость сплава №1 составляет 2265 МПа, сплава №2 -1820 МПа.

Ренгеноструктурные измерения проведены на аппарате ДРОН-3 в Cu излучении с графитовым монохроматором. Установлено, что на дифрактограммах в обоих сплавах выявляются линии IIIγ и 200γ никелевого γ-твердого раствора. На дифрактограмме сплава №1 дополнительно выявлены линии карбида ниобия (NbC).

Акустические измерения выполнены методом механической резонансной спектроскопии на частоте 0.5 кГц в амплитудно-независимой области звуковой деформации ~ 10-7.

                   

Рис. 4. Температурные зависимости логарифмического декремента колебаний d и модуля Юнга Е  сплавов №1 (а) и №2 (б).

 

Механические измерения выполнены путем одноосного сжатия при скорости относительной деформации 5·10-4 с-1 при температурах 77 и 300 К. На рис. 5 показаны деформационные кривые сплавов 1 и 2, полученные в режиме одноосного сжатия.

       

Подпись: Рис. 5. Деформационные кривые сплавов №1 и №2, полученные в режиме одноосного сжатия при температурах 300 и 77 К.            Подпись: Рис. 6. Температурные зависимости предела текучести сплавов №1 и №2.

При понижении температуры от 300К до 77 К предел текучести исследованных сплавов повышается (рис. 6). Увеличение значений предела текучести при понижении температуры от 300 до 77 К составляет 25 % для сплава №1 и 72 % для сплава №2, что значительно превышает изменения модулей упругости в этом интервале температур. Соответственно, наблюдаемая температурная зависимость предела текучести свидетельствует о термоактивируемом характере пластической деформации.