ВИВЧЕННЯ ФІЗИКО-МЕХАНІЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ

НОВОГО НАНОСТРУКТУРНОГО СУПЕРСПЛАВУ

INCONEL МА758 В ІНТЕРВАЛІ ТЕМПЕРАТУР 4.2-310 К

Ю. Семеренко¹, К. Ющенко², О. Табачнікова¹, О. Подольский¹,

Л. Скибіна¹, С. Смірнов¹, В. Савченко²

¹Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАНУ

пр. Леніна, 47, м. Харків, 61103, Україна, e-mail: semerenko@ilt.kharkov.ua

²Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАНУ

вул. Боженко, 11, м. Київ, 03680, Україна, e-mail: , yu.kon@paton.kiev.ua

В інтервалі температур 4.2-310 К вперше вивчені механічні та акустичні властивості нового наноструктурного сплаву Inconel MA758, отриманого на основі системи Ni-Cr шляхом механічного легування дисперсними наночастками оксиду ітрію Y₂O₃ [1, 2]. Фізико-механічні властивості суперсплаву Inconel MA758 при температурах вище кімнатної були досліджено раніше [3-5]. Фактичний склад вивченого зразка суперсплаву Inconel MA758 було визначено методом рентгеноспектрального флуоресцентного аналізу: Cr 29.5±0.4%, Fe 0.8±0.06%, Ni 62.7±0.4%, Cu 4.6±0.09%, Zn 2.03±0.07%, Y 0.5±0.03%.

Механічні дослідження виконано методом одноосного стискання при швидкості відносної деформації ~4.5 10^-4 с^-1 при температурах 4.2, 77 та 300К.

На деформаційних кривих спостерігаються дві основні стадії пластичної деформації: при деформаціях менше 3-5% спостерігається параболічна залежність напруження, яка потім змінюється протяжною лінійною ділянкою. При температурі 4.2К на деформаційній кривій спостерігається стрибкоподібна деформація з практично монотонним збільшенням амплітуди стрибків. При зниженні температури від 300К до 4.2К межа плинності зразків підвищується від 555МПа до 940МПа. При температурі 4.2К руйнування зразків відбувалося при пластичній деформації ~20%, а при більш високих температурах руйнування зразків не відбувалося до значень деформації ~ 30%.

Акустичні вимірювання виконані методом механічної резонансної спектроскопії на частоті 3.3 кГц згинних коливань зразка. При підвищенні температури від 4.2К до 300К модуль Юнга зразка монотонно знижується від 241 ГПА до 227 ГПа, а поглинання лінійно зростає. При цьому на температурних залежностях акустичного поглинання та модуля пружності не спостерігаються особливості релаксаційної природи, що, вірогідно, пов'язано з блокуванням динамічних дислокаційних процесів дисперсними наночастками Y₂O₃. Відсутність на отриманих температурних залежностях акустичного поглинання та модуля пружності особливостей та гістерезисних петель, характерних для структурно-фазових перетворень [6], свідчить о стабільності структури вивченого суперсплаву в дослідженому інтервалі температур.

[1] P.R. Soni, Mechanical alloying: fundamentals and applications (Cambridge: England: Cambridge International Science Publishing: 2000).

[2] Hand book of non-ferrous metal powders: technologies and applications (Elsevier: 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] А. Новик, Б. Берри, Релаксационные явления в кристаллах (Москва: Атомиздат: 1975).