автореферат диссертации по металлургии, 05.16.01, диссертация на тему:Процессы выделения фаз в жаропрочных сталях и сплавах для энергетического машиностроения

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИП ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

РГЗ ОД ПИГРОВА

Галина Дмитриевна

ПРОЦЕССЫ ВЫДЕЛЕНИЯ ФАЗ В ЖАРОПРОЧНЫХ СТАЛЯХ И СПЛАВАХ ДЛЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО МАШИНОСТРОЕНИЯ

Специальность 05.16.01 — Металловедение и термическая обработка металлов

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 1993

Работа выполнена в Научно-производственном объединении по исследованию и проектированию энергетического оборудования им. И. И. Ползунова

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор С. Б. Масленное-,

доктор технических наук, профессор Ю. П. Солнцев;

доктор технических наук, профессор Ю. В. Шахназаров.

Ведущая организация — ЦНИЩШ «Прометей» (г. Санкт-Петербург).

Защита состоится . ^ • - 1993 г_ в 16-ц

на заседании специализированного совета Д 4)63.38.08 при Санкт-Петербургском государственном техническом университете по адресу: 195251, Санкт-Петербург, ул. Политехническая, д. 29.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Отзыв на автореферат, заверенный печатью, просим направить по адресу: 195251, Санкт-Петербург, ул. Политехническая, д. 29.

(НПО ЦКТИ).

Автореферат разослан

Ученый секретарь специализированного совета доктор технических наук

Г. С. Казакевич

~ з - ■

ОЕСДЧ ХД?АКГШ:СТ1Ш РАБОТЫ

Лк?.удд^ость ттЛяж. Для внсокотвштзратурнвх деталей энергетического оборудования применяются легированные стали и сплавы, состав которых .усложняется по вере повышения температурных и силовых нагрузок з условиях длительного срименения. Проблема долговременной прочности материалов для паровых и газовых турбин является важнейшей при разработка новых вариснтов изготовления и термической обработки оборудования, рационального легирования используемых материалов, а также при оценка■технического состояния металла посла эксплуатации и воз~ йоевости.продления его ресурса. Высокотемпературные стали и сплавы, ©беспечкзаотда необходимый уровень жаропрочности л коррозионной стой-гости, представляют собой сложные многокомпонентные системы, в кото-рях при воздействия температуры, вренони и напряжений образуются раз» даганне соединения (фазы). Использование многофазных материалов, для которых отсутствуют диаграшы состояния, остро ставит проблему исследования фазоЕыг врэзравузниЗ в зависимости от легирования и температур-йо-времевных условий.

Определение структуры, состава и количества образующихся фаз,, выявление закономерностей фазовых реакций и их связи со свойствами материалов необходимо для выборо или корректировки режимов термической обработки оложнолегировакных материалов, для прогнозирования или оценки фазовой стабильности в процессе эксплуатации, а также для создания принципов оптимального легирования материалов для длительной работы в условиях повышенных температур.

Отсутствие систематических исследований процессов выделения фаз в жаропрочных сталях и сплавах при длительной старение, необходимых для обеспечения стабильности и надекности служебных свойств материалов, делает эту работу актуальной. Физико-химической основой создания новых материалов и выбора оптимальных режимов термической обработки являются диаграмш состояния соответствующих систем, поэтому исследование фазовых равновесий в легированных материалах различных классов, выявление металлохимичеоких и криоталлохимических закономерностей образования фаз является задачей безусловно актуальной.

Работа является результатом систематических 1-е следований в этом направлении, проводимых в ЦКГИ им.И.И.Поязунова в соответствии о планами научных работ института и решениями соответствующих министерств и ведомств.

Цель и задачи исследования. Целью работы является выявление закономерностей фаговых превращений, связанных с процессами выделения легирующих элементов в материалах различного класса в зависимости от легирования и температурно-временных .условий. В диссертация решаются следующие задачи:

- получение и систематизация экспериментальных данных по исследовании характера фазовых превращений в легированных материалах, применяемых в энергетическом машиностроении: низколегированных Сг~Мо~ сталях, хромистых мартеноитностареющих сталях, никелевых сплавах типа хастеллой и с.упврсплавах на никелевой основе;

- определение областей существования фаз, их состава, структуры и количества в зависимости от тзмпературно-временных .условий; получение фазовых диаграмм типа темтаратура-время-превращение;

- сравнительный анализ характера процесса выделения фаз в материалах каждого класса в зависимости от содержания легирующих элементов, определение параметров кристаллической структуры и состава фаз в зависимости от легирования;

- исследование закономерностей кинетики процесса выделения легирующих элементов из твердого раствора в процессе старения;

- выяснение причин нестабильности фазового состава при длительном старении или эксплуатации. Применение полученных закономерностей процессов фазообразования для повышения фазовой стабильности материалов;

- кристаллохимический анализ фаз 'в сложлолегировашшх материалах и выявление закономерностей;

- использование подученных результатов для практических рекомендаций при использовании материалов в паротурбинных и газотурбинных установках.

Научная новизна. Экспериментально исследованы процессы выделения фаз при длительном старении (и эксплуатации) в широкой области температур в различных классах легированных жаропрочных материалов: (V- Мо-У сталях, хромиотых мартеноитностареющих сталях, никелевых оплавах типа хастеллой и суперсплавах на никелевой основе.

Выявлены металлохимические закономерности фазовых реакций в зависимости от легирования, режима предварительной термической обработки и температурно-врзменвых условий длительного старения или

эксплуатации. Подучены температурно-временные Фазовые анаграмму, на которых указаны области существования фаз. Предложен метод построения фазовых диаграмм материала в высокотемпературной области как необходимое условие для выбора оптимального режима термической ; обработки сложных материалов. Установлена общая направленность фазовых реакций для каждого класса образующихся соединений (карбидов, боридов, интерметаллидов) в легированных материалах и выявлены'соотношения элементов, влияющих на скорость реакций и стабилизирующих определенные типы структур в материалах каждого класса.

Установлены кинетические закономерности выхода легирующих элементов из твердогр раствора при длительном старении в процессе образования карбидов в сталях и 6 -фазы в никелевых сплавах. Показана ограниченная применимость температурно-временных параметров типа Ларсона-Миллера к процессам выделения из-за температурной зависимости растворимости легирующих элементов. Кинетика процессов выделения рассмотрена с точки зрения формальной теории кинетики превращений и определены коэффициенты в соответстаующих уравнениях для выделения карбидов и ТПУ-фаз.

Обобщены экспериментальные материалы по типам образующихся соединений, выявлены связи между составом исследуемого материала и составом образующихся фаз, которые,как правило,представляют собой твердые растворы легирующих элементов. Установлены закономерности состава выделяющихся фаз в зависимости от легирования, зависимости параметров структуры соединений сложного состава от легирования материалов. Показано, что при образовании упорядоченных фаз.сложного соота-ва сохраняются закономерности упорядочения, установленные для более простых систем. Установлено, что в метастабильном состоянии может наблюдаться несколько вариантов состава одной структуры, но равновесная фаза имеет один состав, определяемый составом исходного материала. Изменение состава выделяющейся фазы приводит к изменению структуры.

Установленные взаимосвязи между компонентным составом металла, диаграглмой типа температура-время-превращение и характеристиками образующихся фаз могут использоваться в качестве научной основы для выбора систем легирования, выбора режимов термической обработки, обеспечивающих оптимальную фазовую стабильность при длительных выдержках, прогнозирования характера фйзовых реакций при эксплуатации. Полученные металлохишчоские и кристаллохимические закономерности могут быть использованы и для легированных материалов других классов,

- б -

для создания новых материалов сложного состава любого легирования, в котором возможно образование карбидных, боридншс ней юторметад-лшшых фаз на основе переходных металлов.

По данным работы получека рекомендации по оптимальной структуре и способам ее получения, разработаны режимы термической обработ-* ки и предложен состав нового жаропрочного коррозионностойкого сила-' ва, что подтверждено 7 авторскими свидетельствами.

Практическая значимость и реализация результатов. Практическое значение работы имеет два аспекта: I) использование результатов эк->: опериментальных исследований в решении конкретных задач металлов»-дения при создании нового оборудования или проблем,'возникавших при эксплуатации материала в энергоустановках; 2) использование' получек» ных закономерностей процессов фазообразования для научно обоснованного выбора составов к режимов термической обработки при разработке| новых материалов. ..'■■;

Результаты исследования температурно-времешгах аспектов процео* сов выделения фаз были использованы при выборе режима термической. ' V, обработки сплавов на никелевой основе типа ЭИ893, ЭПЭ9, ЭИЭ29,. 3H5S9.i ЭП958 и др. при их использовании в газовых энергетических турбинах типа ГТН-9, ГГК-Ю, ГГН-25 и ГГ-ICQ, а также морских, судовых ¡турби-нах; при разработке вариантов гершческой обработки!лопаток для газовых турбин типа ГГ-ЮО при внедрении защитных покрытий, повышающих: а$ фективность и надежность эксплуатации промышленных газотурбинных установок.

Закономерности, установленные при-исследовании фазовых реакции-Й зависимости от легирования суперсплавов на никелевой основе, использованы при создании новых коррозионно-стойких сплавов о повышенным содержанием хрома, обеспечивающих фазову» стабильность {отсутствие ТПУ-фаэ) в процессе длительной эксплуатации. Предложенный новый соо-. тав сплава используется в качестве лопаточного материала в газовой турбине ГТН-25. '

На основе результатов исследований фазообразованш в хромистых ' мартенситностареющих сталях оценена стабильность структурного состояния сталей типа ЭП410 и ЭП678 при разработке рекомендаций к прог,спаленному освоению этих сталей. Данные по исследованию процессов выделения фаз в сплавах: системы N!-Cr-Mo-w-fe использованы при выборе состава электродов на основе данной системы для сварных соединений : направляющего аппарата газовой турбины ГГ-IOO ЛМЗ, а также для оценки .

стабильности структурного состояния металла труб, изготовленных из сплавов типа хастеллой при длительной работе в различных средах.

Установленные закономерности карбидных реакций в низколегированных Су-ш-\/ сталях использованы для оценки фазового состояния металла паротурбинного оборудования после различных сроков службы до 200 тысяч часов эксплуатации и рекомендаций при увеличении ресурса работы гогогаагрегатов различного типа.

На основании полученных фазовых диаграмм типа температура-вреия-нревращение и установленных металлохпмических закономерностей процессов фазообразования возмогла разработка новых жаропрочных сплавов и сталей с определенным фазовым составом и выбор режимов термической обработки, обеспечивающих оптимальную фазовую стабильность в процессе эксплуатации.

■Алообадия работы. Основные материалы диссертации доложены и обсуждены на ГО международном конгрессе по кристаллографии (Москва, 1966) , на Всесоюзном семинаре по методам физико- химического фазового анализа (Мос:сва, 1967), на XI и ГО"' коллоквиумах по метода! физико-химического исследования (Москва, 1969, Черноголовка, 1983), на Ш коллоквиуме по вопросам металловедения и механических испытаний в ЦНИИЧ! (Москва, 1970) , на конференции по методам физико-химяче-ского анализа (Москва, 1970), на Всесоюзных совещаниях "Структура и свойства жаропрочных металлических материалов" (Москва, 1970) и "Физико-химические основы жаропрочности металлических материалов (Москва, 1971, 1981), на Всесоюзных конференциях по кристаллохимии интерметаллических соединений (Львов, 1971, 1974, 1973), на Всесоюзных конференциях. "Новые конструкционные стали и сплавы и методы та обработки для повышения надежности и долговечности изделий" (Запорожье, 1980, 1983, 1986, 1992) , на ХП Всесоюзном совещании по жаростойким покрытиям (Ленинград, 1985) , на Всесоюзном семинаре "Экспрессный аналитический контроль в черной металлургии" (Москва, 1985), на Всесоюзном семинаре-совещании "Коррозионно-стойкие жаропрочные сплавы и защитные покрытия для транспортных ГГД" (Николаев, 1988), на I Всесоюзном симпозиуме "Новые жаропрочные и жаростойкие металлические материалы" fMocквa, 1989), на У Всесоюзном совещании "Диаграммы состояния металлических систем" (Звенигород, 1989), на международной конференции "Успехи в материалах, процессах, технологиях" (Дублин, 1993).

Диссертационная работа обсуждалась на заседании научно-технического совета ЦКГО им.И.И.Ползуном.

Публикации. По томе диссертации опубликовано 60 статей, в том числе в куриалах "Физика металлов и металловедение" и "Металловедение и термическая обработка металлов", получено 7 авторских свидетельств.

Сго.укт.ура и объем работы. Диссертация состоит изваецения, четырех глав, вывонов и приложения; содержит 246 страниц машинописного текста, 152 рисунка, 82 таблицы, библиографии из 322 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, изложены цель и задачи работы и сформулированы основные результаты работы с точки зрения их научной новизны и практической значимости. Экспериментальная часть работы выполнена методом физико-химического фазового анализа, позволяющего исследовать- состав, структуру и количество образующихся фаз.

В пепвой главе изложены результаты исследования процессов карби-дообразования в теплоустойчивых хромомолябденованадиевых сталях, содержащих 2-5 % легирующих элементов и 0,1-0,4 углерода. Изучены карбидные реакции при старении после быстрого охлаждения из аустенит-ной области, влияние скорооти охлаждения на характер процессов выделения и образование карбидов в процессе длительной эксплуатации.

Выделение карбидов пш старении стали после закалки. Для 13 составов сталей (ГСК2Ш. 12Ш®, 12МХ, 15ХШФ, 15Х5М, 15ПМШ, 20ХМД, 203ШФЛ, 26ХНЗША, Р2, Р2МА, 34ХН1М, 34ХНШ) получены темпера-турно-временные карбидные'диаграммы в области температур 450-750 °С гяительностью до 5000 часов и определены количественные характеристика процесса выделения.

Начальная стадия образования карбидов на основе железа /-'Ч-А и в'Ге/1 сменяется стадией образования специальных карбидов на основе венадия МС, молибдена Ь^С и хрома МуСд, которые с увеличением времени старения частично переходят в сложные, карбиды типа ^^ и Ь^С , Легироиние отйли изменяет области существования или отсутствия не- • которых карбидов, но общий ход карбидных реакций при увеличении параметров стренга может быть представлен следующим рядом:

Показано, ^ то области существования карбидов М2С, М^Сд и М2дС6 связаны с исхоОДл составом сталей. Полученные карбидные диаграммы явля-

ются основой для выбора режимов термической обработки или оценки фазового состава металла при длительной эксплуатации.

Анализ температурно-временной зависимости выделения хрома, ванадия и молибдена с помощью параметра Ларсона-Миллера, как. рекомендуют некоторые авторы, показал, что параметр Р=Т(20+ Ъ )Х10-3 применим не столь однозначно. Выделение ванадия (в пределах исследованных концентраций до 0,4 %) может анализироваться при помощи данного параметра, в то время как зависимости количества молибдена в карбидах от параметра Р имеют температурное расслоение, что .указывает на понижение равновесного количества молибдена в карбидных фазах с повышением температуры старения. Это обстоятельство должно учитываться при использовании метода так называемого "ускоренного" старения (замена низкотемпературного старения более высокотемпературным с меньшим сроком). Для хрома такие наблюдается температурное расслоение зависимости его содержания в карбидах от параметра Ларсона-Миллера. Расслоение по температуре увеличивается с возрастанием параметра Р.

Сопоставление процесса выделения хрома и молибдена при разных температурах показало, что, как правило, при более низких температурах процесс выделения сдвинут в сторону молибдена, в то время кац с повышением температуры наблюдается преимущественное выделение хрома. Показано, что в строгом смысле для каждой температурно-временной точки старения характерно определенное содержание хрома и молибдена, которое не может быть подучено при другой температуре. Можно смоделировать выделение одного и того же количества хрома (или молибдена) при разных температурах, но смоделировать выделение двух элементов практически невозможно. Начальные стадии процесса выделения при разных температурах близки между собой, но при увеличении времени старения различие в содержании легирующих элементов в карбидных фазах может значительно изменяться в зависимости от температуры старения. Это свойство процесса выделения может быть использовано для определения температуры старения. Достаривание металла после длительной эксплуатации в лабораторных условиях может и не приводить к новыделению молибдена, если температура лабораторных испытаний выше температуры эксплуатации, так как о повышением температуры уменьшается количество молибдена, связанного в карбидах.

Анализ содержания легирующих элементов в карбидах в процессе старения при помощи зависимости ( Т - время старения) по-

каззл, что соответствие наблюдается на поздних стадиях выделения, но нехарактерно для всего процесса. Для трактовки кинетических данных процесса выделения хрома, молибдена и ванадия из твердого раствора была использована наиболее распространенная модель формальной теории кинетики превращений, в которой временная зависимость доли распада аппроксимируется .уравнением Джонсона-Мела типа 3-- "Д,

где - доля распада в момент времени t . Построенные графические зависимости У1-3 от для ванадия, хрома и молибдена

в карбидах разных сталей представляли собой прямые линии, что показало применимость этого метода к анализу экспериментальных данных исследованных сталей. Оказалось, что интенсивность•процесса выделения легирующих элементов в разных сталях примерно одинакова и величина коэффициента л но превышает 0,3. .

Сравнение процесса выделения ванадия и молибдена и образования соответствующих карбидов в разных сталях показало, что в исследованных сталях выделение ванадия (и молибдена) происходит одинаково в сталях с равным содержанием ванадия (или молибдена) независимо от содержания других элементов, в том числе и углерода. Выделение ванадия и молибдена определяется только их концентрацией в стали. Выделение хрома в карбиды определяется не только его содержанием в стали, но и содержанкем углерода. При одинаковом содержании хрома в сталях содержание хрома в карбидах увеличивается при увеличении содержания углерода. Эти закономерности справедливы для всех исследованных сталей.

Изменение соотношения пеану содержанием хрома и железа в составе карбидных фаз является одной из ванных характеристик карбидных реакция , так как указывает на превращение яелезохромовых карбидов типа М3С, Мг,С3 и М23С6. Увеличение значения ^/ре . как правило, связано с образованием М^С^ и распадом цементита Мер и соотношение между этими фазами может быть определено по величине. ^/ге Величина изменяется в зависимости от температуры, времени и легирования и является характеристикой, отражающей изменение карбидной структуры. Выявлена зависимость этой величины от соотношения хрома и углерода • в составе стали, что может быть использовано при легировании сталей.

Количество образующихся карбидных фаз определяется содержанием углерода и типом карбидов, то есть величиной М/С в формуле карбида. Влияние легирования и термической обработки на количество карбидов выявляется через величину М/С.

Влияние суороогя ппззшщсельного охлкхпеяия. Медленное охлагадо-• ниэ (со скоростью 1-5.°Д"кя) из. ауотепптвой области приводит к чао- . «шоку' образовании кпрбяяов в • цроетссэ охлаждения. Получены фазовые казбапзно.шюграюла в области теишратур 500-750 °С длительностью до 3000-5000 часов. Основное отличие этих диаграмм от диаграмм состояния сталей с неходкой струятуроЗ мартенсита заключается в интенсивном образования карбида типа на начальных стадиях' старения, в то время-как образование карбидов па основе хрома и молибдена типа М2С и

накоплено. Видимо) зарождение карбидов типа происходит в

процзссэ мэдябпного охлаждения в области температур 700-750 °0 (как это следует а т карбадгшх диаграмм старения мрртенсита) и это опро-доЕяет основную'карбидную реакЕщю при посяедувдзм старении.

Вяйэязвиэ' ванадия в■образование карбида ванадия практически не отзэтеттся от пяяхоппных процессов при старении мартенсита, то есть скорость прегс8£пагел&Еоп) охлаждения ве оказываетзаметного влияния. CpraironEa вродёсва шзеяовйя хрома показало, что понижение скорости 03&5зглзкя япгетюгьно гсянигк* важзление хрома при старении. Этому теоггойсто^яг я oxognfs?» гая пезвепитояьаое образование карбида jgjoüa' t2Jia-K^v¡5 v Еидэишю .карбида препятствует образован!®

вэгбзга ц'йяятп» бил?э уотойчиэ при старении после охлаждения

0 кэпакзй скэрзогто, так как с кропоссз охлажиэшш происходит свя'зн-зглгз дагсэроца' в' парйгея к огодая образования специальных карбидов, харшягбрпая вся оторапш изртеноага, проявляется в этом случае не ток гсеттсэ. При рбрззопгяЕа карбидов после предварительного медленного ояявзвнпа ооноееой Еарбаядоа .рвакцаоП становится М3С—Вндч-ЯСЯСЭ овоссЗсгзгег стабилизации цементита. Такого se 'эффекта L"ozüd ЕОО?нгауг> пр~: спт-мпт Чрэ'"1 гач говч-гяии углорода при стара-ппп каргвяепга. В, этой ояучсэ тйгся понижается вероятность образова-\:тл пггб-яз ЛС^, чга шг.язсл') <п пр^-эгэ старения моргонсита еггг*'1 о Г" с*'; —г-- -jf"-» '<42Z1C\ I" и 20ШТ,

Члгшг"' гт'мг* ггэггсртгогаггго overa знпя связано с пребыва-вгга Г27""'""' п r*"i:-рггур области. Чем мевьглэ ско-

рее::* (А тт" " djo^ " j? со'07nf п^ратуриоЯ области, тем СО"™"» ¡"тэтл' » оСрггзпс тиг' ' поьнпгение скорости

йг-т;'. •v-" ли-" rerjsm г »гч^сг поратурнув область ств~

1 _г <"•">■: ' "ч " , • i jvoc-" ~1ль w металла из сустенитпоЯ ' об* сп "Г гт"*г"1 -')»'*-'- теста к-' репкцга выделения хрома

mi , pujt г » т-р; tí,i , идя область карбида

l туш ' n v пактерпогсть Скорость

охлаждения влияет на содержание хрома в матричном твердом растворе: при меньшей скорости охлаждения образуются более стабильные карбиды, что повышает растворимость хрома благодаря более низкой активности углерода. .

Скорость охлаждения может изменять распределение молибдена между карбидными фазами, так как часть молибдена связана в карбиде Ii^gCg. При этом содержание молибдена в общем карбидном осадке изменяется незначительно. Образование карбида Mg3^6 характерно для всех сталей при старении после медленного охлаждения. Следует заметить, что карбидные диаграммы разных сталей для этого состояния имеют значительно больше общего, чем диаграммы старения мартенсита. Уменьшение скорости охлаждения из аустенитного состояния способствует образованию более стабильного карбидного состояния, так как карбиды типа Mgcpg обычно образуются на конечной стадии карбидных реакций в легированных материалах.

Влияние длительной эксплуатации. Содержание легирующих элементов в карбидных фазах металла после эксплуатации определяется режимом термической обработки (скоростью охлаждения из аустенитной области и параметрами отпуска) и условиями эксплуатации. Данные фазового анализа получены для сталей Р2, РЖА, 12ХШ5 и 15ПЖФЛ после различных сроков эксплуатации до 220 тыс.ч. в области температур до 550 °С. Установлен состав карбидов и содержание в них легирующих элементов. Выделение молибдена происходит на начальной стадии эксплуатации и от 30-40 до 200-220 тысяч часов изменений в количестве молибдена в карбидах не наблюдается. Выделение хрома вообще незначительно и его содержанка обычно соответствует заданному термической обработкой. Некоторое увеличение хрома и молибдена в процессе длительной эксплуатации отмечено лишь для сталей Р2 и 20ХМФЛ.

На основании данных, полученных в этой" работе и опубликованных в литературе, показано, что содержание молибдена в различных карбидах в сталях разного легирования после длительной эксплуатации в'области температур 510-570 °С обычно составляет 70-90 % от его исходного содержания в стали. Существует прямая зависимость между содержанием молибдена в карбидах и стали, при этом в ферритной фазе содержится 0,1-0,2 % молибдена независимо от его исходного содержания. Из этого следует, что термическая обработка может повлиять на тип молибдено-содержащей фазы, е не на количество молибдена в карбидной фазе.

Сопоставление результатов по содержания хрома в карбидах после

длительной эксплуатации для наших и опубликованных э литература данных с составом исследованных сталей показало, что содержание хрома в карбидах определяется не только содержанием хрома, но и содержанием углерода в составе сталей. Анализ полученных данных совместно с термодинамическими данными систем ре-Сг^С и Ре-Мо-С, а так® данными по термодинамическим свойствам карбидов в стали типа хролой показал, что соотношение между хромом и углеродом изменяет активность углерода и растворимость хрома в феррите. Соотношение между хромом к углеродом в стали регулирует процесс распада железосодержащих карбидов, а величина отношения ^¡Ре в карбидах может являться мерой этого распада. Нужно иметь в виду, что величина £%е в карбидах изменяется при любой из реакций: МдО -НА^Сд или ^з^б'

Карбид типа М2зС6 установлен в металле как высокотемпературных (520-540 '°С), так и низкотемпературных деталей (250-300 °С), что указывает на то, что он образуется в процессе термической обработки. Увеличение относительного количества карбида У^О^ з металла высокотемпературных деталей указывает на образование карбида и в процессе эксплуатации, тем более что в некоторых случаях карбид '-^З^б является основной карбидной фазой, а такое состояние йв может быть создано ' в процессе термической обработки. Цементит М^З разлагается при длительной эксплуатации, а стали 15ХШ1ФЛ оп полностью отоутотвует по о та 100 тысяч часов. Количество карбидов в отаяп определяется содержанием углерода и практически не изменяется со временем оксплуатацки, так как распад цементита приводит к образованию карбидов о такой же средней величиной отношения М/С в карбидах.

Карбиды а исследованных сталях. Проведен анализ состава и параметров структуры образующихся карбидов. Подучена зпзисетость периода решетки карбида Ш от содержания мблпбцопз,шт, точнее, от величины в составе сталей. Период ■карбида КС для одного состава стали изменяется при старении незначительно,'ковно оплатить тонпевцЕп к уменьшению периода при повшошш температуры. Сопоставлением выделения ванадия и молибдена в разках сталях я рентгенограмм образовавшихся карбидов установлено, что пиделение молибдена на начальных стадиях связано с образованном карбидов ( V , Мо)С, а после полного выделения ванадия наблюдается образовонио карбидов типа Г.^С на основе молибдена. Области существования карбидов КС п М?С определяются не только содержанием молибдена к ванадия, но и их соотношением. В сталях без ванадия карбид М0С фикоируогея па рентгенограммах при 0,1 %

молибдена в карбидах, в го время как в сталях о зш:одезк, количество молибдена з карбидах, при котором устанавливается карбид М,,0, определяется содержанием ванадия в стала. ' :

Получена зависимость периодов рааэткн карóma Щй от -содзргашщ хрома в стали. При содержании до 2 % хрома в стаза шргода рзгоясн карбида MgC практически соответствуют аащаш для карбида иояЕбшш. В некоторых сталях устЕЯовлено два гияа Карбидов Ь^С', • омшёадоея • величиной периодов решетки, а, слодовательяо, и составами'Например, в стали 15ХШШ дагю после'-язитеяыюй Ш5влз?ахецав шав'дмг некоторое количество г^етасгабштьвого карбида MgC, которвЗ превращаемся

В i'-QG. - . ■

Карбид ¡¿2зсб является наиболее.ушвюроалшш 'карбкяоз в,сших такого класса, так как он имеет шировдю обкаск. еосгавоз». ЗМ^чиы' зависимости изменения первова. решетка карбида от еоюгепш 1У/с в составе стали. Для всслеповаввнх сталэй вэшгшша oíBocsma :petCr-. б карбиде состав лез г 2;1. Карбид ЩО усггшохшш в. стзлял с.соябршсв-ем молибдена на уровне I ввдетвка его образования ощрошкозжя : содержанием углерода.. . : ;

Связь карбидных реасттй со 'сяойстоат. Ившнвшэ. ¡шршагврайнт процесса выделении легирующих элементов коррежярзп» .'о ■ иакшашси • свойств материалов. Распаду цешвтцта и образовав» саэдамзсвх .вар-V бидов соответствует снвженво прочности стаакШ. Црззэдзгш', задано о связи процесоов варбидообразовашш в. явшеввя всягазш oopazosaoü температуры хрупкости ада стали 'ZSS3ZÍ2М, Шпсигшвд «емвзрагда хрупкости наблюдается в области .карбшшоЗ реакции s то

время как в области М7С3+ íág^g тешаратура Ts шсо® тепзавдгэ в повышению. Образование .карбидов большого разкара" на гранвцах scjjoii' приводит к появлению трещин в этихобластях, Полутапа. ворронлщш ШЭД'.-уровнем прочностных характеристик п варбашка оооиянвси коягша стали Р2 после длительной (200 тысяч часов) эвоилуатадш в «урбизо Деа-энерго при различной температура. Температура экспщетщцв оцрошшозг ход карбидных реакций и соответственно, уровень ощцвбппя osoíIotd •. материала. • -

Бо второй глава приведены результаты исследований йазовак превращений в мартеноитвостореоадк-отелях с. 10-14 при шштовьпогг старении в области температур ЕОО-600 &С. Слродолспы структура, состав и количество карбидных в пнтериетвжшшшя фаа.в''8взвда}00ТО от температуры и времени старания s сгмш^СЩЙйШ- (Ш4Ю), ОЗШБШ

... Т5 -

(ЭИ8Ю), OXIEiIOi& Orrai:;) и (ШШШ (ЭШ78). Усяшсыево, что в сталях такого состава образуйся ¿gptâçeiiue ^as« типа Ж, М-.С н Mr.gCg. Образование карбида гава сгяезно с легированием титаноя, как правило, образуется карбонитрад кгеаня с периодом решетки 4(24-$-♦ 4,¿7 А. 4Величина периодов рошзжвв карбида • типа U%C (а. = 2,82 А, с = .4,49 А) указывает на то, что это карбид на основе хрома. При более длительном старении основной карбидной фазой в юсследовеших сталях является карбид типа M...gCg, В связи с низким содерааинем углерода карбидные реакции не ииеюг большого значйтя в процессе старения данных сталей.

Более сложными являются' процессы выделения интерметаллидных фаз. Установлено образование R - фазы в сталях ЭГ1842 и ЭП678 в области температур около 500.°С, что связано с выделением молибдена. Определен, состав R, - фазы, который представлен формулой (Fe,Cr-g{Mo,Т,)^. /> - фаза, относящаяся к классу ТПУ-фаз, впервые определена в стадах без кобальта, но ее образование соответствует диаграмме состояния системы железо- хром - молибден. Содержание гитана в составе стали 8IT678 приводит к образован!® фаз типа A/i}Ti , как с кубической, так и с гексагональной структурой. Фазы такого типа оказывают большое влияние на изменение свойств-в щэоцессе старения. Повышение температуры старения стали ЭН670 до 600650 °С приводит к образованию ¿азы .Лавеса типа рег(Мо,Т,) , стабильность которой обусловлена содержанием молибдена и титана в ее составе. При старении образцов, б которых при более низкой температуре бпли образованы /? - фаза и 5вза A/isTl , происходит превращение

lZ ■* A/ijTi ■—>> Fez (Но,Т>) , Согласно хшическому анализу состав фазы Лавеса в этой стали может быть представлен формулой

( С^о, 1 о, t)z • 6 количество составляет - после

1000 ч старения при 650 °С и не зависит от температуры предварительного отпуска. В фазе Лавеса при 650 °С связано такое же количество титана и молибдена, что находилось в составе H/iJTi и /? - ¿азы при 500-550 °С.

В стали 311842 при дякелшой старении в области температур 400-450 °С установлена кятертталлидная (¡аза с переходной роибиче-ской структурой типа AuCd (или ы" - фазы в титановых сплавах), в которой, содержатся хром, молябден и железо. 1Ери повышении температуры до 500 °С промежуточная фаза превращается в Р. - фазу при длительной выдержке (порядка нескольких тысяч часов). При 550 л 600°с образуется фаза с гексагональной структурой типа £ - фазы о периодами решетки а = 2,78 А и с = 4,48 Л. В £ - фазе содеп-

жатся молибден, хрон и железо. Подучены зависимости содержания легирующих элементов в вндедяюидахоя интерметаллидных фазах от температуры и времени старения.

Помимо образования интерметаллидных фаз, во всех сталях наблюдается обычный для хромистых сталей процесс расслоения матрицы с выделением фазы на основе хрома. Температурные зависимости выделения основных легирующих элементов показали, что максимальное количество хрома выделяется в области температур 400-450 °С. Наиболее отчетливо процесс расслоения проявляется при старении после цредва-рительного отпуска в области температур около 500 °С. Исследованные условия старения (до 15000 ч) недостаточны для достижения равновесного состояния. Еацример, в стали ЭД410.после 10000 часов старения при 450 °С выделяющаяся фаза содержала 50-60/5 хрома, 30-35 % никеля и 10-20 % железа. Показано, что повышение температуры предварительного отпуска мскет ослаблять процесс расслоения' стали, благодаря образованию интерметаллидных фаз цри отпуске. Выделение фазы Л/^Т/ в стали ЭП678 во время отпуска при 600 °С понижает легированность стали, что приводит к отсутствию выделения хрома и замедлению образования Я - фазы при старении в области температур 400-450 °С. Температурная кривая' выделения никеля во всех' сталях, кроме ЭП678, соответствует аналогичной зависимости для хрома, то есть при расслоении твердого раствора содержание никеля в {азе на основе хрома в несколько раз больше, чем в матрице. В стали ЭП678 никель образует самостоятельную (¿азу N1^ 77 .

Образование интерметаллидных фаз при длительных выдержках ыар-тенситностареющих сталей оказывает значительное влияние на свойства, особенно резко понижая пластичность металла. Это связано с образованием высскодисперсных частиц йнтеркеталлидов на, фоне расслоения матричного твердого раствора. Исследование фазового состава сталей позволило выбрать оптимальный режим термической обработки для обеспечения фазовой стабильности. Подученные данные о процессах выделения хрома и молибдена в сталях такого класса указывают на необходимость . получения диаграмм состояния при больших временных выдержках, так как в области достаточно низких температур (400-500 °с) образуются соединения, оказывайте влияние на уровень служебных свойств материалов. Такие соединения могут быть нестабильны при более высоких температурах, но их выделение при низких температурах мсишо предотвратить благодаря образованию более стабильных фаз в цроцессе предварительного отпуска.

Третья глава посвящена исследованию фазовых реакций в сплавах

системы N:-6*-- Mo-и/-Fe тиш хаете ллой. Исследовано 22 состава сила- • вов с содержанием 0,02-0,07 % углерода, 0,2-0,7 % кремния, 11-18 % хрома, 5-20 % молибдена. Некоторые сшивы содержали до 5 % вольфрама, содержание железа изменялось от 0,4 до 25 %. Старение сшивов проведено в области температур 600-900' °С длительностью до 5000 часов. Установлено, что при старении сплавов типа хастеллой образуются карбидные фазы типа MC и М^С, 2 - карбиды, известные в литературе как MgC и Mj2C. s также интерметаллидные фазы типа 6" , м , Т и ^ (<|азы Лавеса).

Карбид типа MC образуется при легировании титаном, ниобием или цирконием, гексагональный карбид типа I.tC на основе молибдена стабилен в низкотемпературна! области 600-650 °С до 3000-5000 часов старения. В процессе дальнейшего старения при этих температурах и при более высокой температуре образуются карбидные фазы типа 2 ~ карбидов. 1 - карбиды являются основными карбидными фазами сплавов такого типа, но определение состава и формулы карбидов в сложных системах цредставляется довольно трудной задачей. В процессе старения наблюдается не только карбидная реакция типа ^ (тип MgC) -ч> (тип MjoC), но и изменение состава £- карбида, о чем свидетельствует уменьшение периода решетки. Уменьшение периода решетки 2i~ карбида связано с образованием карбидов с большей величиной отношений М/С,- предельным состоянием является карбид Mj^G.

Исследование карбидных реакций в сплавах с различным содержанием кремния показало, что кремний интенсифицирует переход 1 r 9 1z • Добавление кремния к сплавам системы N1 o-w-Fe расширяет

область возможных составов карбидов, размывая гранты мегзу карбидами с разной величиной f,i/C. В сшивах с кремнием определение формулы карбцда (MgC или Мд-^С) по величине периода решетки становится неоднозначным. В исследсванных сшивах величина периодов решетки 2 " КЯР~ бидов изменялась в диапазоне от 11,05 А до 10,86 А и определенная формула карбида может быть указана лишь для крайних значений периодов решетки. Получены зависимости величины периодов решетки [7 - карбидов от содержания молибдена и кремния в сшивах, я. трр«! дпврсииопта количества карбидов от содержания углерода.

В исследованных сплавах установлено 4 типа i ятчгметэлэтлпюс фаз: |Ч - фаза (тип ), фаза Лавеса (тип ), Т

за (тип ß-Mn) п (Т - феча (тип- р-Ц ). Основном Tptrpj»jPTs.w-'t'. OT"6n.iww я er,-гtw. хчстеллой в рвгрт'.о^ т«,»,'к,р*>тп

является /и - фаза. 6" - фаза установлена только в сплаве с высоким содержанием ;фома, но такое содержание' Зфома нехарактерно • для хаотеллоез. '¿аза. Лзвеса образуется яри высоко;,т содержании кремния. Т- фаза - проыедуточная метастабильная фаза - превращается в ¡ч - фазу при длительном старении. Определение периода решетки ЗГ- фазы показало, что в сплавах с 10 % молибдена а = 6,4^-6,45А, а в сшивах с ¿2 % молибдена а = 6,58 А. Состав Т - фазы в сплаве с 22 % молибдена определен как ^е , нужно отметать близость составов ■ 2 - карбидов и Т-фаз. Х.Гд.Гольдшмидт_считает, что "ЗГ - фазы относятся к прошдуточному между карбддами и лнтер-мет&длвдаш классу структур, так называемым "полукарбипам" и тл можно приписать форьгулу М^С. Количество образущейся' 71~ - фазы обычно невеликотак ксзс сна цря увеличении времени старения цревравдется в - фазу.

Исследование составов сплавсю с различным содержанием молибдена и железа показало, что количество основной равновесной р - фаза определяется содерлэнием молибдена и в сплавах с 22 % молибдена может достигать 15 Исследование кинетики фазовых реакций выявило, что интенсивность выделения - фазы определяется содержанием железа, хотя в составе /-< - фазы железо играет незначительную роль. Определение состава ^ - фазы в сшиве с 22 ^ молибдена, позволило установить, что основными элементами являются молибден и никель: ///-40, , Сг-ТЗ, Ре -7 (ат.Я:). Получены зависимости содержания различных легирующих элементов в выделяыцихся фазах от температуры и времени старения, а также от содержания молибдена и железа в составе сшивов.

Исследование характера фазовых реакций в сплавах типа хастеллой показало, что в процессе длительного старения наблцпается переход от структур карбидов к структурам .интерметаллвдов через структуры промежуточного класса. Это обеспечивает непрерывное увеличение содер-' дания молибдена в выделяющихся фазах, поскольку по мере перехода от структуры 2-1 к 2г • а также к Т- фазе увеличивается величина отношения 11/0, а образование р - фазы является завершающей стадией процесса выделения молибдена. Добавление кремния ускоряет переход ЧГ'Чг 11 црисутствие кремния рассматривается как кинетический фактор, ■¿азовые реакции оказывалт большое влияние на свойства сплавов, поскольку выделение ш терме таллвдов связано с эффекта.; упрочнения. Ох-рупчшаяие, вызванное выделением большого количества ТПУ - фаз, делает сшив нецригодаш для длительного применения в условиях, тре-

бувцнх пластичных материв лов. ■

В четвертой главе представлены результаты исследования Оезовнх Превращен«! в яаропр очных с>переплавах на никелевой основе, цредстав-ляющпх собсн! шогадазше сзстекы. Исследовано несколько групп сшивов, отличающихся легированием, в процессе длительного старения в области температур 600-950 °С или эксплуатации в качестве металла лотаток в газотурбинных установках.

Приведен большой экспериментальный материал по .розовым реакциям в сплаве ЭИ893 в процессе различных вариантов термической обработки, , длительного лабораторного старения и эксплуатации в газовых турбинах типа ГТ-ЮО юга ГГО-9 продолжительностью до 65 тысяч -хзеоэ. Подучен?, количественная дпггрпк.а у' - фазы в зависимости от темпе]».туры и времени старения. После термической обработки в сплаве тлеется Ю-Б-.?

¡¡■' - фазы, а максимальное количество у'- фазы выделяется в области температур 580-650 °С и составляет 18-20 %. Вторичные фазы в сплаве представлены карбидами Ж, 11 %с и борщами Ц^ и ^дВд. Ста- '

Сильными фазами в условиях равновесия являются М^С и МдВ^, что подтвердило исследование маталла посла 65 тысяч часов .эксплуатации. В сплаве наблюдаются.: реакции типа. МС —* —* 11 "Уз

Сплав ЭП539 относится к предельно легированный сплавам, в котором количество у'- фазы на уровне 35-40 £ и повышенное содержание хрома (17-18 %) приводят к фазовой нестабильности в процессе старения и образованию ТПУ - фаз. В сплава установлены карбиды тит. 1,'С, ^23^6' и и Дорида типа и Ы5В3. Исследование нескольких плавок.в пределам марочного состава показало, что при увеличении количества, у'- фаза от 33 до 42 % количество вторичных фаз (карбидов, боридов и ТПУ - фаз) увеличивается от 1,5 до Ю-Ы %.

к;плав ЭШ58 ВД представляет сойсй литсм вариант сплава 311539 и дополнительно легирован ниобием. Исследование фазовых црезращешй в нескольких плавках сплава показало, что сшив не обладает ¡¡гзовоД стабильностью в области температур 700-000 °С и склонен к образованию б"~ фазы, количество которой может достигать 10 Получены температурно-времешше £езовые диатраша. Основным карбидом сплава является карбид М^С^« но в высокотемпературной области B03t.5ccr.H0 образование Г^С и М-^С. Исследование металла лопатки из данного сплава после эксплуатации в течение 8000 часов показало присутствие <5* - ¿азы в высокотемпературных зонах лопатки.

Для обеспечения фазовой стабильности был предложен вариант сплава ЭП958 с пониженным (до 2-3 %) содержанием молибдена. Исследование длительного старения 'после различных вариантов термической обработки сплава ХН64\1КВЬТЮ показало, что наблюдаются обычные для сплава на никелевой основе реакции выделения у'- фазы, карбидных и боридных фаз. Снижение молибдена несколько изменило боридные реакции, приведя к образованию промежуточных зромо-молибденовых боридов.

Сплавы с повышенным содержанием титана типа Рене 80 характеризуются образованием /г фазы с повышенным содержанием титана и карбидной реакцией МС М^дС^ Определена величина отношения МС/М2дСб в зависимости от температуры и времени старения.

Исследование состава фазы в сплавах типа ХН65ВХШЮ с 60 % у' - фазы показало, что основные закономерности формирования состава ц'- фазы сохраняются и при таком количестве х'~ Фазы. Карбид типа 1,"С в этих сплавах обладает высокой стабильностью, так как содержит тантал и ниобий. Соотношение титана, тантала и ниобия в карбиде МС соответствует их соотношению в сплаве.

Исследование группы оплавов ЭЮ29, ЭП220 и ЭПГО9 с различным содержанием кремния показало, что кремний оказывает большое влияние на характер фазовых реакций при старении сплавов. Кремний способот- ' вует образованию ч - карбидов типа М^С и М^С, ускоряя реакцию 21 - М6С ГЛ^С. Креггний приводит к образованию фазы Лавеса в сплаве ЭП109, в котором обычно образуется р - фаза, фи" определенном содержании щюшия понижается количество равновесней у'- фазы, характерной для данного сшава, а также изменяется ее состав и вели-, чина периода решетки, что изменяет и соотношение периодов решетки ¡С-и у - фазы.

На основании подученных экспериментальных ванных и ванных, приведенных в кащвдйжжей диссертации автора, выявлены металлохимиче-ские закономерности фазовых превращений в легированных сплавах на никелевой основе в зависимости от содержания легирующих элементов в процессе длительного старения шш эксплуатации в газотурбинных установках в области температур 600-900°0.

I

% - фаза. Основная упрочняющая фаза является твердый раствором всех дегкрукцих элгиентов в соединении и имеет ту же структу-

ру, что в катркчная % - фаэа, но в упорядоченном варианте. Определи состав у - фаза п состоянии равновесия после длительного ота-

рения в исследованных сплавах и полечены зависимости содержания легирующих элементов в у' - фазе от их содержания в сплаве. Установлено, что с увеличением содержания элемента в сшаве увеличивается и его содержание в у'- фазе. Введены коэффициенты п. - отношение концентраций элемента в у' - фазе и сплаве, и показано, что величина п различается для элементов, что указывает на различную склонность легирующих элементов к образованию ¡¡' - фазы, у'- фаза - геометрически плотноупалованное соединение и ее состав оцределя-ется природой элементов, в частности, величиной атомного радиуса. Чем меньше разница между величиной атомного радиуса элемента и элемента, замещаемого им в структуре Ы^М , тем больше величина коэффициента П. . Получены зависимости коэффициента п от количества у' - фазы и установлено, что в ставах с большим содержанием у' - фазы образуется более легированная ¿г' - фаза при том же содержании легирующих элементов в сплавах. На основании полученных данных предложен приближенный метод расчета состава ц' - фазы по составу сплава с использованием коэффициентов п. , которые легко определяются по приведенным в работе зависимостям. Применение метода к

экспериментальным данным других авторов дает хорошую корреляцию.

• # 1

Получены температурные зависимости количества у - фазы для исследованных сплавов. Выделение X'- фазы происходит на начальных этапах старения и ¡фактически не изменяется во времени при длительном старении. Количество у'- фазы в основном определяется содержанием элементов, замещающих алюминий в стрзхтур N¡¿/>6 (титана, ниобия, тантала и т.д.).

Карбидные фазы. В сшивах на никелерой основе образуются карбида МС, М2зС6, 1^0 и М^С. Карбиды тит МС образуются в цроцессе яитья и термической обработки. Измерение периодов решетки карбида МС выявило корреляцию с содержанием титана, ниобия и тан таив, точнее, с соотношением этих элементов в составе сплава. Расчет периодов решетки карбида МС по соотношению концентраций МС-образующих элементов показал хорошее соответствие с измеренными значениями периодов карбида после старения. В некиторых сплавах в исходном состоянии мажет присутствовать несколько составов карбида МС, но в процессе термической обработки устанавливается равновесный состав, соответствующий' легированию.

Одной из основных карбидных реакций при старении является МС —* М2дС6. Показано, что ниобий и тантал повышают стабильность карбидов МС и сдвигают эту реакцию в сторону больших параметров старе-

~ '¿с -

ыик. С-хьбильцоогь карбадних циз и Ц.С оцредельетея еоовдш-виеы элементов шестой груддн - молибдена, вольфрама; и гроыа При

+ио ^ 0,7 основным карбвдш становится Услаэия*>и

термической обработки неясно задавать различные соотношения карбидов %зс6 и %С» но Б Чрочессе 'длительного старения наблюдается реакция !"23С6 ~5> > обеспечивавдая равновесное соотношение этих карбидов, определяемое легированием.

2 - карбида играют важную роль в процессах старения никелевых сплавов. Как следует из уменьшения периода решетки - карбида при 1 длительном старении происходит увеличение отношения М/С.в форвдле карбида и конечной стадией отаго процесса становится образование карбида типа М^С. Это соответствует широкой области'состава ^ - карбида и узксй области 4 г ~ карбида на диаграммах состояния систем

Со, Ре)-(Но, уу) - С . Наличие кремния в сшивах на никелевой основе интенсифицирует карбидные реакции, особенно в сплавах с низким содержанием углерода. 1 г - карбиды типа Ы^С установлена в исследованных сплавах при длительном старении или эксплуатации, цри наличии кремния или при низкш содержании углерода. При образовании карбидов типа."М^,С Ре31С0 увеличивается содержание молибдена в карбидах. В работе приведены количественные данные по 'содержанию легирующих элементов в карбидных фазах в зависимости от содержания углерода и соотно- ■ шония элементов шестой группы в соотаве сплава.

Еори.даше фазы. В сплавах на никелевой осноЕе образуются борщаше (фазы типа Е>В,. ьув2 и %%» 'относящиеся к одному гомологическому ряду и имеющиа общие структурные элементы. Показано, что увеличение хрсма к вольфрама в сплаве стабилизирует борид типа МцВд, в то время как увеличение молибдена - ЫдВг,. В сшивах о совместным существованием боридов 1,^2 и М&Вд (например ЭИ893, ЭК661, ЭП539) в процессе старения возможна боридаая реакции М§Вд МдВ^. Установлено, что в зависимости от легирования в никелевых сплавах может образоваться два типа борцда : Л^М^В^ и М^М^В^, где М и Ы - атомы больного (наглшер, молибден и вольфрам) и малого (например, хром) размера. Бориды второго типа образуются на начальных этапах старения, имеют период решетки а = 5,69 - 5,7*! А, обычно нестабильны и при увеличении времени старения переходят в более стабильные бориды первого типа с периодом реиетки а = 5,74 - 5,80 А, то есть с большим содержанием молибдена. Увеличение бора стабилизирует оба типа борида. в течение большего времени.

Слокныо боридане реакции установлены в литых сплавах о повышении;.! содержанием храма и Аоашншш содержанием молибдена (на уровне

Я~3 По !.*сро унекшенш отнсзшия &г/но наблюдается следув-цгл ряд борвцшнх фаз: • .

MsPU-SÍ'N. ВJ 8г' э г.отсрси а 1^2 ~ ¿слайды с низкими значения.«: периода а решет-гл боридсз, a LÍjBg'- бсридн с высокими значениями периода а. Пояэязпяэ бшкге стабильных фаз происходит по мере уменьшения отнше-ггл ¿v/ня а состава сшгва. Уетзанная тенденция превращения боркдов эрайтгрш л дай уйшчзиая шре^огрсэ старения. Бсриды, как и кар-tí3E3i,-^.*SB* сцрохэдшпюв захшоывряости а характере, фазовых реакций, ' зо шяйоа содарегйга tícpa а шпгалэвых сшивах зазрудняет их нсследо-"гаапэ« 3 раишх ейшгах.-з едвяешЬояи о? легирования я темюратурно-•^змзвшкcostosa-.uctyts ¿ató устаяозлены.лишь отдельные гоздставите-ет- бе&даях'-фаз грпвэдаяаго ряда; Образование двух типов иагдаго из ntJíjjBg сзяогйо с - образованием структур боридов с различите огасгяглшл атетоз божкого я малого размера (структур Бете и Ecsotacpo). 'Псязкшо, погучешкэ сяовяие .структуры беридез и нап-'yaassanocjs берзгда реагг^З-.э .ааюязгых сплавах соответствует трой-гкя дзгракзу ргрзгегота'«салю» о берез. Быбор терглпосаоЭ обра-С'отгл сшдасз'.;о лойгкомп.бора'доязен производиться с учетом боряд-пзх рззкгпй 'ла есяоззапв ггрвдаарнгедшо' полученных вноскотемпзратур-raz gasease дпагркг» обоошчеггая. стабильней берщшой структуры tí процесса деятэлыих еудзр^.ек потаяла Ери эксплуатации.

У- Глгп.- Згсргл осяозтя ,<|оза шжелевюс. сплавов - это {'-твер-рася*я>- пссяэ глзлзиш .. tf'- дазы, аарбщошх и берядннх фаз. Сстшшжэ JLorrpTSSnot олешков определяет eró точность и стабиль-яогтага прЗЕГЗЯКЭ рзшсоосшсс хопцепзващй-Moases вызвать образована. псетззголднх ТПГ- Заз. СЕродолэн состав ¿f- фази'щш 800°С да doacero дапчвзгоа мечесшшшх сшавов. Состав ¡f - фазы рез-воогпяастоя .сг .состава у' - фазы. В фазе зведичеяс содерзанпе 0Г2!:с111сз..!Гэс2сЗ груш!» з то громя гак содэрзание у'- образующие, огзгяатоз иотана и гшобш) обычно не превышает 2-3 %. В тзабоад згосдясосп гтэтсд ир-б,чтг.ет1ого расчзта состава У - фазы, ;;стсрп5 ixsm попользоваться для цредаерятельпей оценки склонности ■люпЕа к образована» W-§á3,. зав как дает довольно хорошую корреляцию гзгду раоче'сшая ,:п' эжоювртазиталшша дапнкми, Предлагаемый метод гасчэта состава ; ..Jf- йазы ссяозэи ка■данных фазового едалпза по оп-оостаиа г поашчосяалфаэ ясслз'длительного старения щш 750-£00 °0. 3 эгях условиях, 3" - фаза никелевых, сплавоз содержит иаксл-1-%,-тсе зсазтадавс хрею, иетфта а пояь$раш благодаря' образова-

шш у' - фазы, что приводит к выделению ТПУ - фаз. Состав у-фазы, определенный после выделения у'- фазы, карбидов и боридов, для некоторых сплавов является составом мата стабильней ¡у'- фазы, практически не существующей в качестве реальной фазы и цредставлявдей интерес в качества исходной среды для формирования ТПУ - фаз.

, < I

Соотношение периодов -решетки б~ и К - фазы. и у - фазы цредставляют собой основные фазы никелевых сплавов, имеющие близкие структуры и очень разные составы. Выделение, у'-фазы создает структуру ква з идвухфа зн от о состояния, в которой важнейшее значение приобретают граничные слои. Определены периоды решетки /-и у'- фазы для 14 сплавов различного легирования после охлаждения от температуры гомогенизации и старения при 800 °С в течение 3000 чаоов. Сшавы шали разное количество у'- фазы. Установлено, что периоды решетки у - фазы после охлаждения и старения одинаковы, что подтверждает постоянство состава у'- фазы. Периода решетки / - фазы изменялись в зависимости от температурного состояния, особенно для сплавов о меньшим количествам у'- фазы. Величина.несоответствия периодов

$ = - в исследованных сплавах находилась в области значений

0,1-4),4 %. Для большинства сплавов величина о уменьшалась цра старении.

■ i

Установлена корреляция дожду величиной периода решетки У- фазы и содержанием в ней титана, ниобия и вольфрама, а для ^ -фазы -хрома, молибдена, и вольфрама. Изменением состава этих фаз можно обеспечивать необходимое соотношение периодов.

ТПУ-фазы. ТПУ (топологически плотИоупакованные) - фазы представляют собой особый класс сложных структур с плотными упаковками., атомов разного размера, в стабилизации которых большую роль играют электронные факторы. В сплавах на никелевой основе установлены 6" , ¡ц и ' > - фаза типа /г, , которые как правило оказывают отрицательное влияние на пластичность сшивов, что обусловливает необходимость исследования условий образования данных фаз. Изучение кинетики образования (Г- фазы в высокохромистых сплавах ЭП539 (0,03;' С) и ЭП953 (0,15 7» С) показало, что предварительная термическая обработка влияет на процесс выделения лишь на начальных этапах, но не влияет на количество равновесной 6" - фазы, определяемое легированием.

Исследование кинетики выделения в сплаве ЭП958ВД с 10 % ТПУ -фаз показало различную временную протяженность фазовых реакций при 800 и 900 °С. фи 000 °С начало выделения приходится на 500-1000 часов старения, а полностью процесс заканчивается к 5000-7000 ч, в то время как при 900 °С начало выделения приходится на 30-50 ч, а конец -на 1000 ч старения. По данным количественного химического анализа и соотношению Щгр(/б 113 рентгенограммах получена температурно-вре-менная диаграмма количества 6 - фазы в области температур 700900 °С и времени до 10000 часов. Состав 6" - фазы практически не зависит от температуры и времени старения. Экспериментальные данные количества 6" - фазы в зависимости от времени старения при 800 и 900 °С представлены с использованием формальной теории кинетики превращений. Временная зависимость доли распада аппроксимируется уравнением J- = I -&pp(->ctn){ j - доля растда, t - время), которое использовано для построения графических зависимостей бп. от ¿ft . Зависимости представлены прямыми линиями с П - I, что близко по величине аналогичным характеристикам выделения 6 - фазы в нержавеющих сталях, то есть механизм образования <S~~ фазы одинаков в материалах разных классов. ■

Показано, что в сплавах на никелевой основе, как и в нержавеющих сталях, процесс образования б"- фазы развивается одновременно с карбидной реакцией МС В сшивах, склонных к образованию

небольшого количества ТПУ - фаз, выбором термической обработки можно замедлить или устранить этот процесс благодаря образованию карбидных или боридных фаз. Так, в сплавах ЭГО58 удавалось избежать гроцесса

6" - образования в плавках с более высоким содержанием бора. Стабильность карбида MggCg такие благоприятна с этой точки зрения. В присутствии напряжений процесс образования б"- фазы интенсифицируется, что показано исследованием образцов после испытаний, на длительную точность.'

Температурная облаоть стабильности б*- фазы определяется ее количеством. Это может быть использовано при разработке методов выявления 6- фазы в разных плавках. Определен состав ¿Г- фазы для нескольких сплавов. Показано, что содержание молибдена и вольфрама в 6- фазе в два раза больше, чем в исходной <f- фазе. Содержание кобальта составляет 80-90??, а никеля 60-70 % по отношению к исходной К- ф~зе. Состав б" - фаз исследованных сшивов соответствует условиям упорядочения в структурах такого тит. Определены составы f- фазы после выделения б" - фазы, условно названной

¡¡\ - фазой. Распад исходного сплава происходит по схеке: ¿f-> у+карбиды+бориды + <)'f у' карбиды + борига+ТПУ^З*.

Образующиеся фазы отличаются по составу. Послз косого расшда сп/л-ва 0П539 образуется три фазы у', 6" и & , в которых жрси составляет соответственно 3,3, 53,0 к 28,3 молибден 0,9, IS,0 и 2,7 %■ ■ и т.д. Измерением периодов решетки б*- фазниаказано, что имеется.-" соответствие меаду составом б* - фазы и размерами влзкактарной ячейки.

р - фаза типа Естреч&етаяв свдавах на EsaojîaBcû ос-

нове с повышенным содерЕШшем молибдена и ■вольфрама ees образуется совместно с 6" - фазой в вксокохршастых ошавшг. В ооствз , ^сфа-, зы повышено содержание молибдена и вольфрама в пШЕаеао содарзаавз ; хрома по сравнению с составов 6"- фавн. Это сосйЖЭтотаУет spam.':-лохшога этих фаз: в р --фаза врэобвдагй:.вооецвко. к<кщяшкаксшаыз-' числами 15 и 16, занимаемых атшаив болшзго равазра, £ в .

- с косрдннацисиным чисдш 14,--защкэвишс оботно -лтазлз гжаа. Ьуо- • веден расчет упорядочения атомов в ft ~ фазз ■ слезого шедава, ctfpa-зевавшейся в сшиве 311109:25 £ - 8 $ Со - SG % - 18 -К Показано» что в случае «дойного.состава• " -- ;$ази -соасршкагся se. же принципы увсрядсаевв)?, что а в бЕЕарнвг р- lesas: воавцак с . большим координационным чиояш осхизо2огц?ет ascu боуксате.раг^арс;, " Это ограничивает возможна ccokuï fi- фаз в ; -

следовательно, и возможности ю: офаоошщгя. f - f asa - cqksjíss ,, значительную часть кезибдгпа cmssa, oérso валился • -.

фазой, особенно-дев ввблагощ)натво2 *sqp§aK№î. -OtíjgascaaEás.'g «• карбидов метает замедлять образованна //>'фазл esé-b ощтоЬ С - ^asiî и карбида MggCg.

Метода прогнозирования образования ТШЧраз,.враджшша pas«ек-ннмв авторами, щшмевеви к исслзДозашши casasaà а. шзазето, более удшла.творюкшиоо ооодогсоюш о. шешрештаг швЕщаатсз ■ в случае вевохьзоваввя характерногва ./^"'п . Свзкуэт osaam*

что эковершевхалшоэ Еоогздскшю у&шкй' офаасватшл;• <?- а в сшивах ва ввкояэвса. осаозо- вакаац», «го ass £jasB в ejssrsus о»-темах, образуются в пояюи\-о{мивз*ешз: с дюхуааагет• occf«EiE3 вггдаяг: ko6s.j2.te , зргш и иолибдеиа, (вояь^раш) п-.ягя райщлазраукшж тодов ве обходам тсякно значения j^bjswob;раозяк?рш>е*в жзтщзвГЕесг.'' элементов в слоано.®згировашсЙ Jf - фаво ери $яаяяа>аш схсроиЕЗ.

Вличнне фезозах веакпгй на,озейетт. йазошй г?»вгз®цзнш совэаг явлены со-свойстваш. СраЕЗсаю хгрочпоогнкг овоиста -Í'.; в for^

ределенных при 20 °С, посла старения сплавов при 700 , 800, 850 и 900 °С в течение 3000'часов показало наличие корреляции между уровнем прочностных свойств и количеством ¡f' - фазы. Сопоставление длительной прочности сплавов за 3000 ч при 800 и 850 °С с количеством у' - фазы свидетельствует о росте жаропрочности з увеличением количества ^'-фазы.

Образование интерметаллидаых ТПУ - фаз оказывает большое влияние на свойства. Сравнение свойств сплава ЭП958ВД фи кратковременных и длительных испытаниях для плавок без ТПУ-фаз и плавок, в кото- • рых при старении при 800 °С образуется ~Ю % ТПУ - фаз показало, что после старения в течение 3000 ч при 750 - 900 °С повышается уровень 1фатковременных прочностных свойств, в то время как пластические свойства снижаются настолько резко, что сплав становится хрупким и не мажет быть использован. Уровень длительной прочности при 800-850 °С для плавок с 10% 6"- фазы также резко снижается.

Увеличение количества вторичных фаз в никелевых сплавах с кремнием окагывает влияние на уровень прочностных и пластических свойств. Имеется корреляция между количеством фаз и уровнем свойств при кратковременных и длительных испытаниях. С увеличением содержания кремния снижается пластичность сплавов, что связано с образованием большого количества зерногрэничных карбидов. При определенном содержании 1фешия, зависящем от общего легирования сплава, происходит снижение прочности сплава, связанное с уменьшением количества if- фазы.

Уровень пластических сеойств никелевых сплавов находится в соответствии о количеством карбидных, борпдаых и интерметаллидных ТПУ - фаз, что -показано на ссответствупзих зависимостях.

ВЫВОДЫ

1. Нз осяоешии анализа и систематизации результатов эксперимента лышх исследований установлены закономерности процессов выделения фаз в жаропрочных материалах различных классов в зависимости от легирования и температурно-временных условий. Исследовано 13 составов Cr-Mo-V сталей, 5 составов хромистых мартенситностарекдах сталей, 22 состава сплавов типа хастеллои и 36 составов суперсплавов на никелевой основе в процессе длительного старения (эксплуатации) в широкой области температур (400-750 °С для сталей и 600-1000 °С для никелевых сшавов).

2. В результате исследования процессов карбидообразования'в теплоустойчивых ^-^"-^сталях в процессе старения (эксплуатации) после

предварительного охлаждения из аусгенитнсй области с различной скоростью:

а) получены температурно-временные карбидные диаграммы при старении мартенсита. Общая направленность карбидных реакций при увеличении температуры и времени:

UqG -> МС + М2с + М^з I.t,3c6 — I.lgC,

области существования карбидов определяются легированием, температурой и Бременем;

б) показано, что низколепфованные Cr-ha-Vстали мсино рассматривать как суперпозицию систем Fe-Cf-C и Fe-no(v)-c. Выделение молибдена и ванадия и образование карбидов МС и MgC определяется содержанием ванадия и молибдена в стали, а содержание хрома в карбидах зависит от содержания хрома и углерода в стали;

в) получены кинетические зависимости выделения легирующих элементов и показано, что кинетика выделения макет быть рассмотрена с точки зрения формальной теории кинетики превращений Использование Парамонов типа Лар о ока-Миллера нецелесообразно из-за температурного расслоения зависимостей содержания элементов в карбидах от параметра;

. г) установлено, что скорость предварительного охлаждения из аустенитной области сказывает большое влияние на области существования карбидных фаз на фазовой диаграмме. При уменьшении скорости ох- • лалдения во всех сталях при ■ старении реакция типа EgC МуСд заменяется реакцией l.gC M^gCg',

д) показано, что выделение молибдена в карбидные фазы происходит в основном в первые годы эксплуатации и при увеличении времени эксплуатации от 50 до 150-200 тысяч часов содержание молибдена в карбидах изменяется незначительно. Предварительная термическая обработка не влияет на количество молибдена в карбидах, но монет изменять тип молибденосодержащеА • фазы. Содержание молибдена в твердом растворе после длительной эксплуатации в области температур 520-560 °С составляет 0,1-0,2 % и не зависит от исходного содержания;

е) дроведена классификация карбидных фаз и параметров их структуры в зависимости от легирования сталей. Величина отношения Мо/\/ в состава сталей определяет параметр карбида МО и соотношение карбидов МС и Г.^С, содержание хрома - параметры карбидов MggCg и ЩС. Объяснены области существования различных карбидов в зависимости

от легирования,

3. В мартенситностаретих сталях о 10-14 % хрома при длительном старении в области.температур 300-600 °с выявлены сложные процессы

образования интерметаллидных и карбидных фаз и расслоения матричного твердого раствсра. Установлено, что:

а) количество карбидных фаз типа МС, М2С и !4,3С6, как правило, незначительно из-за низкого содержания углерода и процессы кар видообразования не играют значительней роли при старении метал®;

б) легирование молибденом и титаном приводит к образованию ин-терметаллвдов типа в-А/^Т; и А , йазн Лавесл Ь-Г-е^Смо.Т;),

(I -фазы и е-РеСгНо. Возможны реакции типа и .

Установлены температурно-временные области существования интерме-таляидов и влияние режимов термической офаботки на фазовые реакции в процессе старения}

в) в области Температур 400-450 °С наблюдается расслоение твердого раствсра и выделение фазы на основе хрома. Фаза не имеет равновесного состава даже после 10000 ч при 450 °С. Расслоение матрицы оказывает влияние на свойства стали.

4. В никелевых сплавах системы N¡-0*- (тлю. хастеллоа ) при длительном старении в области температур 600-900 °С образуются карбидные и ннтерметаллщшые фазы. При исследовании 22 составов сшивов установлено: "

а) основными карбидами в этих сплавах является 1 - карбида типа М6С и М^С, что связано с низким содержанием углерода и высоким содержанием молибдена (вольфрама). Кремний интенсифицирует переход

(%с)->?л(м12с);

б) интерметаллидаые фазы в этих сплавах представлены р -фазой, фазой, фазей Лавеса и 6~ - фазой. Основнсй фазой является /ч - фаза, Т7 - фаза - переходная от структур ч - карбидов к у - фазе. Для этих сплавов характерна реакция следующего тита:

-*Т! Р . фи образовании штерметаллидов сплавы значительно обедняются молибденом.

5. Слокнолегированные сплавы на никелевой основе (суперсплавы) представляют собсй многофазные системы, состоящие из основных у' -и у - фазы, карбидных и боридаых фаз и интерметаллвдпых ТПУ -фаз. Установлены общие закономерности фазовых превращен® при длительном старении в области температур 600-950 °С:

а) количество основной упрочняющей у-фазы на основе определяется температурой старения и содержанием элементов, заменявших алюминий в структуре - фазы (титан, ниобий, тантал) и практически постоянно при длительном старении. Получены темперзтурно- • временные зависимости количества у'- фазы. Определен состав

зы, з которой содержатся все легирующие элементы сплава. Показано, что концентрация элемента в ¿г' -фазе в основном определяется его исходным содержанием в сплаве и количеством у -фазы. Предложены оценочные методц определения состава к количества ¿г'-^азы по составу сплава. Определены периоды решетки /-фазы при разной температуре старения;

б) J'- фазз обогащена элементами, растворимость которых мала в ^ -фазе (молибденом, хромом, кобальтом). Определены составы и периоды решетки ¿f -фазы и показано, что для исследованных сплавов величина несоответствия периодов решетки и J'-фазы находится в диапазоне 0,1-0,4 % и, как правило, уменьшается при понижении температуры;

в) направленность карбидных реакций при увеличении параметров старения МС-^MggCg-^MgC->М12С, при этом титан, тантал и га$нкЯ стабилизируют карбиды типа МС, молибден и вольфрам — MgC и MjgC, хром - b^gOg. Содержанке углерода определяет кин тику карбидных реакций и общее количество карбидов. Показано влияние кремния на характер карбидных реакций при образовании ч -карбидов. Измерение периодов решетки 1 -карбидов в сложных системах приводит к новым представлениям о формуле £ -карбидов;

г) характер борндных реакций в никелевых сшгавах определяется соотношением хрома, молибдена и вольфрама в составе сплава. Основгш-ми боридами являются бориды типа MgBg Е которые ковдт емок. два варианта состава в зависимости от соотношения атомов .йольсого и малого размера в упорядоченной структуре боридов. Бориш вшют общие структурные элементы и боридные реакции в никелевых сплавах развиваются по направлению: MgB-* MgB^MgBgUM^^MgBg» Термической обработкой и легированием можно обеспечить стабильное состояние бо-ридннх фаз", •

д) ТПУ-фазы представлены в сплавах на никелевой основе к /Ч -фазой. Получены фазовые диаграммы сплавов с ТГО-фазама. Опродо-лены составы 6"-фаз в сплавах разного легирования и распределений элементов при образовании 6"-фаз. б" -фазы имеют многокомпонентные составы, содержание элементов зависит от состава доходной if -фазы и свойств структур типа 6" -^аз (электронного и размерного фактора). Установлены кинетические закономерности образования б"-фасы при 800 я 900 °С и показано, что к кинетике б~-фазы может быть применена формальная теория кинотики превращений. Определены соств-

вы образующихся ц -фаз, распределение легирующих элементов по позициям в структуре р -фазы я показано, что при образовании многокомпонентных фаз сохраняются те же принципы упорядочения атомов, что и в простых системах. Рассмотрены методы прогнозирования б"-фаз и их связь о диаграммами состояния.

б. Сопоставление'состава, количества и структуры фаз, образующихся в процессе длительного старения, характера фазовых реакций в . зависимости от легирования и темлературно-временных условия со свойствам!! исследованных материалов позволило использовать полученные данные для выбора или корректировки режимов термической обработки, легирования материалов'и оценки фазового состояния металла после эксплуатация в энергоустановках.

?. Установленные закономерности процессов выделения фаз могут быть использованы и-для легированных материалов других классов: сплавов на кобальтовой основе, высоколегированных сталей и др., т.к. многие из выявленных закономерностей являются общими для процессов выделения в исследованных материалах различных классов: направленность реакций, соотав фаз, роль соотношения между хромом и молибденом, роль углерода при образовании нежелательных интерматаялидов.

Основное содортЕНие диссертации изложено в следующих публикациях!

I. Левин Е.Ё., Пганик Е.М., Пзгрова Г.Д. Влияние структурного фактора- па свойства сплава на никелевой основе. - Труди ЦКГИ, 1956, вып.69, с.15-24.

• 2. Ппгрова Г.Д., Левин В.В. Сложные иятармэталлищше Фазы в жаропрочных сплавах па никелевой основе. '- В кн.: Анализ фазового состава и неиеталличеогок включений. -М.: ВДНТП, 1967, с. 33-37.

; 3, Масалева В.Е., Вфимова М,Н./ Шатрова Г.Д. Ниобий как упрочняющий опекайте шсокожаропрочннх литых сплавов. - Труды ЦКГИ, 1968, внп.8'4, 0.55-68.

, 4. Петрова Г.Д., Левин Б.Е. Условия образования о- и ^-Фаз в жаропрочных сплавах на никелевой основе. - ©М, 1969, т.28, вып.5, 0.853-861. ■

5. Плгрова Г.Д., Левин В.Е. Применение системы "Фагами" к ряду жаропрочных сплавов на никелевой основе.> В кн.: Доклады XI коллоквиума ЦЗЛ в ЦЕЖга. - М.: Ч8рыэтазФормация, 1969, с.36.

6. Левин Е.Е., Пшзник Е.М., Пигрова Г.Д. О связи между содержанием, хрома и структурой и свойствами сплавов на основе Со-Ы,. ■

-В кн.: Структура и свойства жаропрочных металлических материалов. -П., 1970, с.148-159.

' ' с

7. Пигрова Г.Д., Левин Е.Е. Состав ^-фазы при длительном старении некоторых жаропрочных сплавов на никелевой основе.- ФММ, 1971, т.31, вып.2, с.373-378.

8. Бридавский М.С., Земзнн В.Н., Пигрова Г.Д. Яаропрочность термически цеупрочняемых швов на никелевой основе. - ФХОМ, 1971, вып.4, с.117-123.

9. Пигрова Г.Д. Образование в жаропрочных сплавах на никелевой основе 6- и м -^аз, резко снижающих ударную вязкость металла. -Труды ЦКТИ, 1971, вып. 105, о.13-19.

10. Пигрова Г.Д. Исследование фазовых превращений в наплавленном металле состава ЬИ-С^г-Ио-м-Ре . Вестник Львовского университета, сер.хим., 1971, вып.12, с.18-21.

11. Пигрова Г.Д., Пивник Е.М., Влияние длительного старения при 750-90 °С на фазовый состав и свойства сплавов на никелевой основе. -В кн.: ¿изическио и химические основы жаропрочности металлических материалов, -М., 1971, с.265-273.

12. Пигрова Г.Д., Левин Е.Е. Карбидные фазы в жаропрочных сплавах на никелевой основе. - ФШ, 1972, т.33, вып.6, с.1297-1301. •

13. Левин Е.Е., Пивник Е.М., Пигрова Г.Д. Сплав ЭИЭ29 - материал для лопаток газовых турбин с рабочей температурой 850 °С.- Тр.уды ЦШ, 1973, вып.116, с. 45-51.

14. Пигрова Г.Д. Состав Г -фазы в жаропрочных сплавах на никелевой основе. - Труды ЦКТИ, 1975, вып.130, с.82-87.

15. Ильина Г.В., Мельникова И.С., Пивник Е.М., Пигрова Г.Д. Связь структурных характеристик и свойств жаропрочного сплава на никелевой основе. - В кн.: Структура и прочность металлических материалов. -Л., 1975, с.50-62.

16. Масалева Е.Н., Пигрова Г.Д. Влияние фазовых превращений на механические свойства высокопрочной стали ЭП678ВД. - МиТШ, 1976, 9, с.28-41.

17. Пигрова Г.Д., Коррка С.И. Фазовый состав мартенситностарею-щей стада 0ШН1Ш2Т в области температур 300-650 °С. - ФШ, 1976, т.41, вып.2, с.364-369.

18. Пигрова Г.Д., Брауэр Т.Н. О природе /ч -фазы в сплавах на никелевой основе. - Трупы ЦКТИ, 1977, вып.146, с.142-146.

19. Ртищев В.В., Рыбников А.И., Пигрова Г.Д. Влияние режима термической обработки на структуру к свойства сплава ЭИ929. - Труды

ЦКГИ, 1977. выи.146, с.65-72.

20. Пигрова Г.Д., Коркка С.И. Интернат аллидшо фазы в сплаве Х12Ш23. - Ш, 1978, т.45, знп.Т, с.209-211.

21. Пигрова Г.Д., Щимова М.Н., Грнгораш В.Ф. Фазовый состав литых слоянолегированных сплавов на никелевой основе. - ФШ, 1973, т.45, вып.6, с.1292-1295.

22. Пигрова Г.Д. О природе боридной ? -фазы. - Труды ЦКГИ, 1978, вып.160, с.92-96.

23. Ильина Г.В., Левин Е.З., Мельникова И.О., Пигрова Г.Д. Структура и свойства сплава ХН55ЕЧТКЮ после длительного старения. - Труды ЦКГИ, 1978, вып. 160, с.77-в5.

24. Пигрова Г.Д. ТШ-фазы в сплавах на никелевой основе. -В кн.: Литые коррозионностойкие жаропрочные сплавы. - Киев, 1978, с.19-27.

25. Пигрова Г.Д., Литвиненко-В.А. Фазовый состав литого сплава ЭП539МЛ. - Там же, с.56-58.

25. Пигрова Г.Д. Фазовый состав жаропрочного сплава ЭП53Э. -МиТСМ, 1979, 5, с.22-25.

. ■ 27. Пигрова Г.Д., Коркка С.И., Гребцова Т.М. Влияние кремния на фазовый состав сплавов на никелевой основе. - МиТСМ, 1980, 4, с.33-41,

28. Пигроэа Г.Д., Тихонов В.И., Брауэр Т.Н. Влияние условий высокотемпературной деформации на кинетику рекристаллизации з сплаве ХН55ВЖК0 (ЭИЭ29ВД).'- ФХОМ, 1981, 3, с.96-99.

29. Пигрова Г.Д., Брауэр Т.Н. Возврат и рекристаллизация в высоколегированном никелевом сплаве ХН55КЯКЮ. - МиТОМ, 1981, 8,с.48-51.

■ 30. Саидомирский М.Н., Беляева Т.В., Пигрова Г.Д. Особенности образования карбидной фаз М^Сд в сталях перлитного класса при отпуске. - Известия АН СССР. Металлы, 1982, I, с.12В-125.

31. Сандомирский М.М., Пигрова Г.Д., Фарутина А.Й. Особенности кинетики образования карбидных фаз типа М-^Сд при отпуске низколегированных перлитных сталей. - Известия АН СССР. Металлы, 1984, 6,

с.127-130.

32. Хлнский П.Д., Пигрова Г.Д. Сокращенно продолжительности отпуска конструкционной стали. - Энергомашиностроение, 1985, 9,0.25-26.

33. ХинскиЗ П.Д., Карасина Н.Е., Пигрова Г.Д. Причины высокотемпературной отпускной хрупкости конструкционных сталей. - Труды ЦКГИ, 1985, вып.218, с. 3-6.

34. Пигрова Г.Д. Борицныо фазы в сплавах на никелевой основе. -МиТСМ, 1985, 10, с.28-35.

35. Шатрова Г.Д., Коркка С.И. Образование карбидных 1-; боридних фаз в сплаве ХН35ВМТЮ б процессе термической обработки. - МиТОЛ, 1988, 2, с.54-57.

36. Литрова Г.Д., Щабяша М.Ю, Кинетика образования б"-фазу в диюЗном сплаве ХН62МКШ'Ю. - ФШ, 1988, 6Ь, 2, о.339-342.

37. Петрова Г. Д. Фазовые диаграмма сложно легированных сплавов

и сталей.-В кн.: Новые жаропрочные и жаростойкие металлические материалы. -М.: Черметииформащш, 1989, с.3-4.

33. Пигрова Г.Д., Коркка С.И., Манилова К.П. Влияние температуры ■> отпуска на Фазовый состав стали 34ХНЕМ. - Труды ЩШ1, 1989, вып.253, с.90-97. :

39. Пигрова Г.Д., Коркка С.И. Фазовый состав стали ЗШПМ з области температур 550-700 °С. - Ми! СМ, 1991, I, с.19-21.

40. Пигрова Г.Д. Кинетика карбидных реакций в закаленной стали Р2МА. - Труды Щ®1. 1992, вып.270, с.132-137.

По теме диссертации получены авторские свидетельства пе изобретения,. ' ., :.

Ротаприи». Подписано к печати 04.11,95. Формат буи.60x84 */16 Объем 2 пвч.л. Тираж 135 вкз. Заказ ?гг Бесплатно

НПО ЦКТИ, 194021. С.-Петербург, Поликвхнвчвокав ул., д. 24

МП« 12 ОС

800.

а) 700°и, 3000 Ч /чТЦ 0) 800°0, 3000 ч

ггои

4001

та 1200.

800.

400

30 26 ^ 22

16

14

10.

20 .30 40 50

800

.400

> б 0,1

в) 850°0, 3000 ч

МП*

,<о4 1200-

%,ь 800

20 30 40 50

г) 900°0, 3000 ч 6"е

г

20 30 40 50

д) I -800°С,3000 ч / 1 2-

20 30 40 50

е) 900 ^,220 МПа

• — у -9>а11

20 30 40 50 , 34 38 42 46

количество % -фазы, %

I

^вязь между количеством у-фаян и свойствами /V/-сплавов: а-г - кратковременные свойства при 20°С, д,е - при длительных испытаниях

Время старения 3000 ч

МПа

10001

800

1000-

800

•<Г-фаза

700

800

900 700

2

Н>

I )

700

800

900

700

800

900

температура, старения,

0,1

х -плавки без 6-¡разу

-для .

плавок с Ш 6 -фазы

10' 10'

время испытаний, ч

Кратковременные и длительные свойства сплава ЭП958ВД для плавок без &-фазы и с 10% б"- (азы

Количество вторичных 4аз, механические свойства при 20°С и время до разрушения при длительных испытаниях в зависимости от содержания кремния в сплавах ¿'И929 и ЭП220. Старение 800°С -TOGO ч.

О--

со 2

я

^о

о .

п

см га I

а

.£30

^зо V \

X

слеп га

0,3

о с-

я о,г

зоо>. гбо^ьи0'1

ЗОи

400

500

х-пов-ть диска .-центр диска

.^30 5П

,530

\

»300 25&»5И

400

500

По

х530°С • 5И°С

вйгь6°с'

(300 с

* — ---*

400

500

. Связь между величиной и состоянием карбидных

фаз в металле стеши Р2 после эксплуатации в течение 200 тие.ч.:а,0)еоотнотенне количества карбидоЕ М^С, • М7С3 и Н^з^б* Цифры указывают температуру эксплуатации, в,г) содержание хроыа и молибдена■в карбидах

о