ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Дисперсионное твердение (старение) сплавов на никелевой основе из "Суперсплавы II Жаропрочные материалы для аэрокосмических и промышленных энергоустановок Кн1 " Этот раздел посвящен свойствам сплавов, упрочненных исключительно выделениями у -фазы, и демонстрирует зависимость экспериментально определенных значений прочности от таких разнообразных факторов, как объемная доля / выделений у -фазы, радиус ее частиц, твердорастворное упрочнение у- и у -фаз, присутствие у -фазы в сверхмелко-дисперсном состоянии. [c.90] В связи с тем, что свойства у -фазы имеют решающее значение, рассмотрим прежде всего те особенности структуры и типов деформации, которые оказывают влияние на уровень прочности (у—у )-сплавов. [c.90] Нелегированное соединение NijAl деформируется путем скольжения в системе ш - 110 . Выше 400 °С отчасти проявляется также скольжение по плоскостям ЮО , которое при 700 °С уже преобладает [13]. Кубическое скольжение можно предотвратить, если деформировать образцы кубической ориентации. Однако избежать скольжения в системе Ш не удается ни при какой ориентации образцов. При низких температурах скольжение вдоль плоскости ш чрезвычайно неравномерно, однако выше 400 °С оно и равномерное, и очень тонкое. [c.90] Многочисленные дефекты упаковки, порождаемые в сплавах на никелевой основе, которые упрочняются когерентными выделениями, играют при деформировании основную роль. В следующем разделе будет показано, что в ряде моделей дисперсионного твердения можно ожидать очень сильной зависимости приведенного критического сопротивления сдвигу ( RSS) от энергии дефектов упаковки в решетке у -фазы. Было показано, также, что у сплава МАР-М200 характеристики ползучести связаны с природой тех дефектов упаковки в частицах у -фазы, которые порождаются дислокациями, рассекающими эти частицы [14]. [c.91] Располагая сведениями об этих важных объемных характеристиках у -фазы, можно перейти к рассмотрению взаимодействия между скользящими дислокациями и вторичными выделениями у -фазы, распределенными в сплаве. [c.93] Общие замечания. К числу ответственных за упрочнение аустенитных суперсплавов когерентными частицами относят следующие факторы 1) когерентные искажения 2) различия в модуле упругости между упрочняющей частицей и матрицей 3) упорядоченная структура частиц 4) различия в энергии дефектов упаковки частицы и матрицы 5) энергия, необходимая для создания дополнительной поверхности раздела между частицей и матрицей 6) увеличение сопротивления деформации частиц с изменением температуры. [c.93] Применительно к любой отдельной системе можно рассмотреть несколько моделей. Однако теоретики рассматривают одновременно только одну модель, а затем, если необходимо, добавляют по одному прирост сопротивления сдвигу, вносимый каждым из отличающихся друг от друга механизмов. И все-таки в настоящее время считать основной вклад в упрочнение суперсплавов выделениями у -фазы дают такие факторы, как когерентные искажения и упорядоченная структура частиц. Поэтому рассмотрим механизмы упрочнения, связанные только с этими факторами, а модель Орована — для обходного движения дислокаций, поскольку она ставит предел упрочнению, которого можно было бы достичь за счет других механизмов. [c.93] Верхний предел 4г/3/ представляет собой расстояние между случайными частицами, расположенными вдоль прямой линии. [c.95] Упрочнение за счет упорядочения. Было показано [20], что при перерезании упорядоченной частицы одной дислокацией, энергия образующейся АРВ, равная Ir yjLj должна компенсироваться усилием Т/Ь, действующим на дислокацию, т.е. [c.95] В этом случае напряжение, необходимое для перерезания частиц, составляет лишь половину того вычисленного значения, которое требуется при перерезании частиц едиными (целыми) дислокациями [см. (3.19)]. [c.97] Уравнение (3.28) несправедливо для условий, когда приближается к нулю, поскольку величина т . не может быть отрицательной. Тем не менее, отрицательную координату - yjl2b использовали в одном из вариантов расчета энергии АРВ [23]. [c.98] Первый член уравнения (3.28) аналогичен по форме и зависимости от размера частиц эффекту упрочнения за счет упорядочения кристаллической структуры, представленному ранее Гляйтером и Хорнбогеном [21]. [c.98] Выпадают из аналогии в данном случае только константы в зависимость от объемной доли частиц. Вторым членом уравнения (3.28) можно пренебречь, но только в том случае, если вторая дислокация сможет избежать встречи со всеми частицами [22]. Тогда напряжение пластического течения в терминах уравнения (3.28) станет равным половине напряжения, данного уравнением (3.16) для цельных дислокаций. Основные особенности этой модели обобщены на рис. [c.98] Результаты опытов со сплавами Си—Со и А1—Zn послужили основанием для вывода, что приведенное критическое напряжение сдвига определяется свойствами краевых дислокаций. Согласно другому выводу дислокации перерезают частицы вторичных выделений малого размера (г /Ь 20), где Го Ь/3 е ), в то время как частицы большего размера они обойдут по механизму Орована. [c.103] Влияние роста объемной доли / частиц данного размера выражается в уменьшении L, заведомо приводящем к увеличению прочности. Еще большее упрочнение должно наступать по мере роста размера частиц если на пути движения дислокации появлялись бы частицы большего диаметра, этот эффект усилился бы и в результате возникновения когерентных искажений. [c.105] Вернуться к основной статье