автореферат диссертации по металлургии, 05.16.01, диссертация на тему:Влияние легирования на фазовые и структурные превращения в тройных сплавах на основе Ni3Al и жаропрочных никелевых сплавах

На правах рукописи

ЛЕПИХИН Сергей Валерьевич

ВЛИЯНИЕ ЛЕГИРОВАНИЯ НА ФАЗОВЫЕ И СТРУКТУРНЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ В ТРОЙНЫХ СПЛАВАХ НА ОСНОВЕ №3 А! И ЖАРОПРОЧНЫХ НИКЕЛЕВЫХ СПЛАВАХ

Специальность 05.16.01-Металловедение и термическая обработка металлов

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Екатеринбург - 2005

Работа выполнена в Институте физики металлических жидкостей ГОУ ВПО "Уральский государственный технический университет - УПИ"

Научный руководитель:

доктор технических наук,

профессор Тягунов Геннадий Васильевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Векслер Юрий Генрихович

кандидат физико-математических наук, с.н.с. Русаков Герман Михайлович

Ведущая организация:

Южно-Уральский государственный университет

Защита диссертации состоится 17 июня 2005 г. в 15 часов 00 мин., в аудитории Мт-324 на заседании Диссертационного совета Д 212.285.04 по присуждению степени доктора технических наук в ГОУ ВПО "Уральский государственный технический университет - УПИ".

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке ГОУ ВПО УГТУ-УПИ.

Ваш отзыв в одном экземпляре, заверенный гербовой печатью, просим направлять по адресу: 620002, Екатеринбург, К-2, ул. Мира, 19, ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, ученому секретарю университета.

Телефон (343) 375-45-74, факс (343) 374-38-84.

Автореферат разослан 13 мая 2005 г.

Ученый секретарь

Диссертационного совета Д 212.285.04,

профессор, доктор технических наук

Шилов В.А.

5*1/ В О

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

£/</0 г> г

Актуальность работы. Интерметаллическое соединение №?А1, упорядоченное по типу 1Л2 (/-фаза), является основной упрочняющей фазой литейных жаропрочных сплавов на основе никеля. Эти сплавы представляют важную группу высокопрочных материалов, используемых при изготовлении наиболее ответственных деталей газотурбинных двигателей (ГТД). Продолжаются попытки применения соединения №3А1 в качестве самостоятельного конструкционного материала. Работа посвящена исследованию фазовых и структурных превращений в тройных сплавах на основе №3А1 и в безуглеродистых жаропрочных никелевых сплавах. Расширение знаний о фазовых превращениях в таких системах представляет интерес при разработке новых современных жаропрочных сплавов.

Характерной особенностью соединения №3А1 является его способность растворять практически все переходные элементы. Диаграммы состояния тройных сплавов системы №-А1-Х, где X - переходный металл, построены в виде отдельных разрезов, как правило, изотермических. Основным является разрез при 1100°С. Политермические разрезы, включающие область кристаллизации, фрагментарны и относятся, в основном, к сплавам системы N1-А1-Ре. Отсутствие внимания к процессам кристаллизации сплавов №3А1-Х связано с тем, что после отжига образцы, имеющие состав в пределах области гомогенности /-фазы, однофазны. Но при этом в структуре сплава могут присутствовать области у'-фазы, сформировавшиеся по различным механизмам.

Интерметаллид №3А1 имеет высокую степень дальнего порядка в, близкую к 1, которая сохраняется при нагреве до 1330°С. Выше этой температуры начинается разупорядочение. Однако в твердом состоянии для сплава стехиометрического состава (Т^АЬг) температура полного разупорядочения ^ не достигается. В то же время, легирование такими элементами, как железо, хром, марганец, приводит по мере роста их

. СОС НАЦИОНАЛЬНАЯ

I БИБЛИОТЕКА '

концентрации к переходу от свойств интеметаллида к свойствам упорядочивающегося сплава: ^ может регистрироваться в твердом состоянии.

В диссертационной работе исследованы монокристаллические образцы тройных сплавов на основе №3А1, получение которых представляет самостоятельный интерес Использование таких образцов позволяет более полно проследить за формированием структуры в процессе кристаллизации и последующего охлаждения.

Кроме того исследована серия модельных никелевых сплавов, данные о которых могут быть использованы при разработке новых безуглеродистых сплавов на никелевой основе, изготовляемых в монокристаллическом состоянии. Для обеспечения максимальной жаропрочности и термической стабильности таких сплавов необходимы результаты исследований механизма кристаллизации, фазовых превращений и изучение процессов растворения упрочняющей интерметаллидной у'-фазы. Поэтому, получение данных о влиянии легирования на температуры фазовых превращений и стабильность у'-фазы в условиях высокотемпературного нагрева представляет несомненный интерес.

Работа выполнена при поддержке гранта Минобразования № ТОО-5.1-3063 и научно-образовательного центра «Перспективные материалы» (грант № КЕС-005 СИЛ7).

Цель работы состояла в поиске общих закономерностей формирования у'-фазы при кристаллизации и последующем охлаждении серии тройных сплавов на основе интерметаллического соединения №3А1 и определении оптимального состава модельных безуглеродистых сплавов на никелевой основе для обеспечения их термической стабильности.

В связи с поставленной целью определены следующие задачи:

1. Подготовка поли- и монокристаллических ориентированных {001} образцов сплавов №3А1 с третьим элементом. В качестве легирующего элемента выступают ниобий, входящий в подрешетку алюминия; кобальт, входящий в подрешетку никеля; хром и железо, входящие одновременно в обе

подрешетки. Ставится цель получить однофазные при комнатной температуре тройные сплавы на основе NÍ3AI.

2. Определение последовательности фазовых превращений в сплавах и установление значений их температур.

3. Уточнение тройной диаграммы состояния системы Ni-Al-Fe при высоких температурах вблизи области существования у'-фазы. Выбор системы Ni-Al-Fe связан с возможностью реализовать все возможные типы замещения.

4. Исследование влияния легирования третьим элементом на характер кристаллизации и температуры фазовых превращений в сплавах системы Ni-Al-X с различным типом замещения вблизи области интерметаллида.

Применительно к жаропрочным никелевым сплавам для монокристального литья поставлены следующие задачи:

1. Изучение влияния легирующих элементов на температуры фазовых превращений, процессы растворения вторичной у'-фазы и определение температурных интервалов ее существования.

2. Поиск составов модельных безуглеродистых жаропрочных никелевых сплавов, обладающих высокой термической стабильностью.

Научная новизна.

1. Проведена модернизация высокотемпературного дифференциального термоанализатора ВДГА-8МЗ. Предложен способ градуировки и обработки результатов на персональном компьютере, позволяющий существенно повысить разрешающую способность измерений и снизить трудоемкость обработки экспериментальных данных.

2. Уточнен фрагмент тройной диаграммы состояния системы Ni-Al-Fe вблизи области гомогенности у'-фазы: построен политермический разрез по линии Ni3Al ->Ni3Fe до состава Ni75Ali8Fe7 и уточнено положение тройной области Р+у+у7 на изотермическом разрезе при 1290°С.

3. Предложена схема формирования у'-фазы в ходе кристаллизации и последующего охлаждения тройных сплавов NÍ3AI-X (Х=Со, Fe, Nb, Cr, W, V, Ti).

4. Определена температура начала разупорядочения 1а серии сплавов >П3А1-Ре. С ростом концентрации железа и уменьшается.

5. Получены важные сведения о влиянии легирующих элементов на температуры фазовых превращений в модельных безуглеродистых жаропрочных никелевых сплавах для монокристального литья.

6. Определены составы, безуглеродистых жаропрочных никелевых сплавов, обладающие высокой термической стабильностью.

Практическая ценность.

Закономерности, полученные при обобщении новых данных о формировании однофазного у'-состояния для ряда сплавов на основе №3А1, позволяют прогнозировать фазовый состав при температуре солидуса и последовательность фазовых и структурных превращений, происходящих в твердом состоянии в тройных сплавах на основе №3А1 с различным типом замещения. Полученные данные о фазовых превращениях в тройных сплавах на основе №зА1 представляют интерес при разработке новых современных жаропрочных сплавов. Результаты данного исследования могут быть использованы для решения проблемы стабильности структуры безуглеродистых жаропрочных никелевых сплавов для монокристального литья.

На защиту выносятся:

1. Политермический разрез по линии №3А1 —>№3Ре до состава №75А118Ре7 и положение тройной области Р+у+у' на изотермическом разрезе 1290°С участка тройной диаграммы №-А1-Ре.

2. Закономерности формирования у'-фазы в ходе кристаллизации и последующего охлаждения тройных сплавов №3А1-Х (Х=Со, Ре, №>, Сг, V,

то.

3. Результаты по исследованию влияния легирования на температуру начала разупорядочения 1а серии сплавов №3А1-Ре.

4. Данные по влиянию легирующих элементов на термическую стабильность модельных безуглеродистых жаропрочных никелевых сплавов для монокристального литья.

Апробация работы. Результаты исследования докладывались и обсуждались на II, IV, VI Уральских школах-семинарах металловедов -молодых ученых, Екатеринбург, 2000, 2002, 2004; II Межвузовской научно-технической конференции "Фундаментальные проблемы металлургии", Екатеринбург, 2000; I, II Всероссийских научно-технических конференциях "Физические свойства металлов и сплавов", Екатеринбург, 2001, 2003; II отчетной конференции молодых ученых ГОУ УГТУ-УПИ, Екатеринбург, 2002; VII Международной школе-семинаре "Эволюция дефектных структур в конденсированных средах", Казахстан, Усть-Каменогорск, 2003; XVII Уральской школе металловедов-термистов "Актуальные проблемы физического металловедения сталей и сплавов", Киров, 2004.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 17 печатных работ, в том числе 4 статьи в научных реферируемых журналах.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка используемой литературы. Объем работы - 143 страницы, она включает в себя 51 рисунок, 12 таблиц. Список литературы содержит 127 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы диссертационной работы, ее цель, отражена научная новизна и практическая ценность результатов исследований, сформированы основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе представлен аналитический обзор литературы по исследуемой проблеме. Описаны физические свойства соединения Ni3Al. Отмечено, что в настоящее время нет единого представления о возможных

типах диаграмм состояния системы М-А1-Х. Предметом интенсивных дискуссий является влияние третьего элемента на температурный интервал упорядоченного состояния в соединении №3А1.

Далее рассмотрены литейные жаропрочные никелевые сплавы, используемые для получения изделий в монокристаллическом состоянии. Описана структура и факторы, влияющие на термическую стабильность у'-фазы и особенности легирования сплавов. В частности, одной из особенностей легирования, является малое содержание углерода и бора или практически полное их отсутствие. Показано благоприятное влияние легирования рением на термическую стабильность у'-фазы.

Во второй главе описаны способы приготовления образцов, материалы, экспериментальные установки и методы исследования.

Состав тройных сплавов на основе соединения №3А1 приведен в табл. 1. Во всех случаях он находился в пределах области гомогенности у'-фазы, рис. 1.

Таблица 1

Составы исследованных сплавов на основе №3А1

№ Сплав Состав, масс. % Состав, ат. %

1 №3А1 - Ре 85,3-11,5-3,2 75-22-3

2 №3А1 - Бе 84,1 - 10,3-5,6 75-20-5

3 №3А1 - Бе 83,4 - 9,2 - 7,4 75-18-7

4 №3А1 - Ре 83,5-12,1-4,4 73 -23 -4

5 №3А1 - Ре 80,4-11,0-8,6 71-21-8

6 №3А1 - Ре 84,5 - 13,3 - 2,2 73 -25 -2

7 №3А1 - Ре 82,3-13,3-4,4 71-25-4

8 №3А1 - Сг 85,5-11,5-3,0 75 -22-3

9 №3А1 - Сг 82,3 -11,6-6,1 72-22-6

10 №3А1 - Со 83,3 - 12,1-4,6 73 -23 -4

11 №3А1-ЫЬ 79,2-10,5-10,3 73-21-6

Из литературы известно, что при содержании легирующего элемента <2 ат. %, однофазное у'-состояние образуется непосредственно при кристаллизации. Нами намеренно анализировались сплавы с большим содержанием легирующего элемента для того, чтобы проследить за фазовыми превращениями в твердом состоянии.

Рис. 1. Изотермический разрез при 1100 С сводной тройной диаграммы

состояния системы №-А1-X, где X - переходный элемент.

30 „, 20 ¡гг. %

Образцы получали методом вакуумной дуговой плавки. Слиток делился на две части, одна из которых использовалась в качестве заготовки для выращивания монокристаллов с помощью направленной кристаллизации по методу Бриджмена, другая использовалась в поликристаллическом состоянии для проведения дифференциального термического анализа (ДТА) и измерения удельного электросопротивления p(t).

Поликристаллические образцы после гомогенизирующего отжига (1100°С, 6 ч) при комнатной температуре однофазны.

Монокристаллические образцы были закалены практически сразу после выращивания. Направленная кристаллизация (в условиях переохлаждения) привела к присутствию в ряде образцов при комнатной температуре небольшого (~ 1%) количества остаточной Р~фазы (NiAl). Известно, что при закалке от температуры выше 1100°С в р-фазе, содержащей более 62,5 ат. % Ni, происходит мартенситное превращение в тетрагональную фазу со сверхструктурой Ll0. Во всех исследованных в данной работе сплавах, в кристаллизации которых принимала участие р-фаза, при комнатной температуре наблюдалась фаза Ll0 в виде тонких пластинок попарно двойниковой ориентации.

Состав безуглеродистых жаропрочных никелевых сплавов для монокристального литья приведен в табл. 2. Безуглеродистые сплавы на

никелевой основе выплавлены в вакуумной индукционной печи во Всероссийском институте авиационных материалов (ВИАМ).

Таблица 2

Химический состав модельных жаропрочных никелевых сплавов для монокристального литья

№ Содержание легирующих элементов, масс. %

Ni Со Сг А1 W Мо Ti Nb Hf Та Re

1 Осн. 5,00 4,50 6,56 8,95 - - - - - -

2 Осн. 5,00 4,50 6,56 8,95 - 1,00 - - - -

3 Осн. 5,00 4,50 6,56 8,95 - - 1,00 - - -

4 Осн. 5,00 4,50 6,56 8,95 - - - - 4,00 -

5 Осн. 5,00 5,50 6,56 8,95 - - - - 2,00 4,00

6 Осн. 7,65 5,05 6,28 8,03 0,36 0,31 0,86 0,21 3,60 -

7 Осн. 7,65 5,05 6,28 10,00 0,36 0,31 0,86 0,21 3,60 -

8 Осн. 7,65 5,05 6,28 8,00 0,36 0,31 0,86 0,21 6,00 -

9 Осн. 7,65 5,05 6,28 8,00 0,36 0,31 0,86 0,21 4,00 2,00

10 Осн. 7,65 5,05 6,28 8,00 0,36 0,31 0,86 0,21 6,00 2,00

11 Осн. 7,65 7,05 6,28 8,00 0,36 0,31 0,86 0,21 6,00

Далее подробно описаны проведенные автором изменения в конструкции измерительной ячейки в ходе модернизации термоанализатора ВДТА-8М и методика компьютерной обработки результатов, позволившие существенно повысить точность измерений и снизить трудоемкость обработки экспериментальных данных. Относительная погрешность измерения модернизованного термоанализатора составляет ±3°С при уровне доверительной вероятности Р=0,95.

ДТА проводили в режиме нагрева. Для интерметаллидов скорость измерения составляла 10, 20, 40 и 80°С/мин. Результаты экстраполировали на скорость 0°С/мин., чтобы получить температуры, соответствующие равновесной диаграмме состояния. Для жаропрочных никелевых сплавов скорость измерения составляла 20 С/мин.

Удельное электросопротивление p(t) измеряли бесконтактным методом Регеля во вращающемся магнитном поле в интервале от 900°С и выше, включая

жидкое состояние. Максимальная погрешность от опыта к опыту не превышает 3 %, внутри опыта 1% при доверительной вероятности 0,95.

Ростовая структура монокристаллов и их фазовый состав исследованы методами металлографии (оптические микроскопы МИМ-10, МЕОРНОТ-2 и ЭПИТИГТ), электронной микроскопии (1ЕМ-200 СХ), рентгеноструктурного анализа (ДРОН-3) и микрорентгеноспектрального анализа (сканирующий электронный микроанализатор 8ирегргоЬе-733). Для исследования фазового состава сплавов при высоких температурах использован метод рентгеновской дифрактометрии на аппарате ДРОН-ЗМ с приставкой УВД-2000 в излучении Кр Со в рефлексе (004).

Третья глава посвящена исследованию формирования у'-фазы в ходе кристаллизации и последующего охлаждения сплавов №3А1-Ре.

Для примера, на рис. 2, приведены ДТА-кривые (при разных скоростях нагрева) и температурная зависимость удельного электросопротивления сплава №7зА12зРе4. Стрелками указаны температуры обнаруженных фазовых превращений.

1400 I, 1200

1400 1;°С

зависимость удельного

электросопротивления рф сплава №7зА12зРе4.

Рис. 2. ДТА-кривые и

1200

р-10\ Омы

80

90

ТО

Пк

1100

1300

1300

На ДТА-кривых сплава №7зАЬ.зРе4 фиксируется переход из однофазной у' области в двухфазную у'+у. Плавление сплава происходит в два этапа: на первом этапе происходит плавление у-фазы, на втором этапе у'-фазы, рис. 2. Об этом говорят результаты металлографических исследований монокристаллических образцов.

Удельное электросопротивление сплава Ni73Al23Fe4 монотонно возрастает при нагреве, затем снижается, после чего снова возрастает, рис. 2. Анологичный ход удельного элестросопротивления наблюдался у всех исследованных интерметаллидов Ni3Al-Fe. Снижение удельного электросопротивления сплава Ni73Al23Fe4 с ростом температуры связано с началом разупорядочения. На политерме этого сплава фиксируется также переход у'-»у'+у, что совпадает с данными ДТА.

Далее следует плавление (удельное электросопротивление резко возрастает). В жидком состоянии установлена критическая температура tK, нагрев до которой приводит к явлению гистерезиса политерм, рис. 2. Эти температуры - температуры гомогенизации расплавов Ni3Al-Fe приведены в табл. 3.

Проведение ДТА и измерение удельного электросопротивления p(t) в сочетании с данными структурных исследований позволило проследить последовательность фазовых и структурных превращений, приводящих к формированию у'-фазы в ходе кристаллизации и последующего охлаждения для серии сплавов Ni3Al-Fe. Результаты приведены в табл. 3, 4. Значения температур фазовых превращений, отмеченные на кривых ДТА и p(t), хорошо согласуются между собой, табл. 3.

Построен политермический разрез диаграммы Ni-Al-Fe по линии Ni3Al ->Ni3Fe до состава Ni75Al]8Fe7, рис. 3. Уточнено положение тройной Р+у+у' области на изотермическом разрезе 1290°С и построена схема фазового состава сплавов Ni3Al-Fe при температуре солидуса в зависимости от типа замещения для атомов железа, рис. 4.а,б.

« .1

^ У

Интервал плавления и кристаллизации температура фазового превращения в твердом состоянии (не связанная с разупорядочением) Чф,,, температуры начала ^ и конца ^ разупорядочения у'-фазы и температура гомогенизации расплава ^ сплавов №3А1-Ре

№ Состав сплава, ат. % Ni-Al-Fe ts-tL,°C нагрев по ДТА ts-tL,°C нагрев по р ts-tL,°C охлажден, по р ^ф п J С нагрев по ДТА 1фп) °С нагрев по р t*,0c нагрев по р tc4C нагрев по р Се по р

1 75-22-3 1318-1374 1325-1380 1340-1365 1200 у'-уу'+у 1190 1220 - 1780

2 75-20-5 1319-1389 1315-1390 1290-1365 - - 1080 - 1745

3* 75-18-7 1349-1391 1335-1405 - 1172 у+у'—>у 1190 у+У~»у 1090 1190 -

4 73-23-4 1317-1376 1315-1390 1290-1325 1285 у'-уу+у' 1275 у'->у+у' 1170 - 1610

5 71-21-8 1323-1367 1300-1375 - 1249 у'->у+У 1265 у'->у+у' 1005 - -

6 73-25-2 1317-1383 1330-1370 1305-1355 - - 1180 - 1575

7 71-25-4 1321-1369 1310-1380 1285-1355 1079 у'—>у'+у 1070 у'—>у'+у 1100 - 1640

Точность измерения температуры для p(t) составляет ±10°С, для ДТА ±3°С. *В сплаве 3 достигается температура полного разупорядочения tc= 1190°С, что связано с переходом в область у твердого раствора.

Температуры фазовых превращений по данным ДГА, °С _ Замещение позиций атомов алюминия

№ Состав, ат. % №-А1-Ре Интервал кристаллизации Превращение внутри Превращения в твердом состоянии

1 75-22-3 1374-1318 1343 1200 у'+у-^у' -

2 75-20-5 1389-1319 1351 716 у'+у-гу' -

3 75-18-7 1391-1349 - 1172 у->у'+у 721 у'+у-уу7

Замещение позиций атомов алюминия и никеля одновременно

4 73-23-4 1376-1317 1348 ж+у'—>ж+у'+у 1285 у'+у->у' -

5 71-21-8 1367-1323 1348 ж+у'->ж+У+у 1249 у'+у-п' -

Замещение позиций атомов никеля

6 73-25-2 1383-1317 1352 ж+У-мк+У+З 1196 -

7 71-25-4 1369-1321 1345 ж+ф-мк+р+у 1292 р-Ну-»р-+Т+у 3-Ну+т'^Г+У' 1079 у+У->у'

В таблице приведена последовательность фазовых превращений при охлаждении.

1, "С 1400

1300

1200

1100

0 1 №3А1

2 3 4 ¡гг.% Ие-

ж

У- нж ) , г г ■у'+ж у- ж

У т+т' Г

\

\

Рис. 3. Политермический разрез диаграммы №-А1-Ре серии сплавов №3(А1,Ре), в которых железо при легировании замещало позиции атомов алюминия.

№3Ре

Рис. 4. Изотермические разрезы тройной диаграммы состояния №-А1-Ре: а -разрез 1290°С, (•) - составы, исследованные в данной работе, (о) - составы из работы [1]; б - схема фазового состава сплавов №3А1-Ре при температуре солидуса (лучами указаны основные типы замещения).

Последовательность фазовых превращений при охлаждении сплава определяется его фазовым составом, образованным в ходе кристаллизации:

- замещение железом позиций атомов никеля приводит к кристаллизации с участием (3-фазы (№А1). При охлаждении происходит растворение Р-фазы. По мере роста концентрации легирующего элемента фазовый состав эвтектики у'+Р меняется на у+Р, что приводит к более сложной последовательности превращений при охлаждении, через перитектоидную реакцию к двухфазному состоянию Р+у+у'—>У+Т' и далее происходит выделение у' из у твердого раствора;

- сплавы, в которых железо в равной мере замещает позиции атомов никеля и алюминия, после кристаллизации имеют фазовый состав у+у' (до 10 ат. % Ре). Охлаждение сопровождается выделением у'-фазы из у твердого раствора, образуются частицы интерметаллида с характерной кубоидной морфологией;

- при замещении железом позиций атомов алюминия фазовый состав при температуре солидуса также у+у'. По мере возрастания концентрации железа результатом кристаллизации становится однофазное у-состояние и вся интерметаллидная у'-фаза образуется при выделении.

С ростом концентрации железа температура начала разупорядочения уменьшается. Легирование приводит, по мере роста концентрации железа, к переходу от свойств интерметаллида к свойствам упорядочивающегося сплава. Замещение железом позиций атомов никеля приводит к значительному уменьшению температуры начала разупорядочения, табл. 3.

Четвертая глава посвящена установлению закономерностей в последовательности фазовых и структурных превращений, приводящих к формированию однофазного у'-состояния в ходе кристаллизации и охлаждения ряда тройных сплавов на основе интерметаллического соединения №3А1-Х (Х= Со, ЫЬ, Ре, Сг, V, ТО, табл. 5.

Таблица 5

Температуры фазовых превращений по данным ДТА, °С

Замещение позиций атомов никеля

Состав сплава, ат. % Интервал кристаллизации Превращение Р+у'-»у'

М-АМе 73-25-2 1383-1317 1196

№-А1-Сг* 72-24-4 1405-1375 1300

№-А1-Со* 67-25-8 1410-1385 1310

Замещение позиций алюминия и никеля одновременно

Состав сплава, ат. % Интервал кристаллизации Превращение у'-Ну-уу'

№-А1-Ре 71-21-8 1367-1323 1249

№-А1-Сг 72-22-6 1358-1302 1267

№-А1-Со 73-23-4 1390-1332 1268

№-А1-№> 73-21-6 1357-1319 1210

Замещение позиций атомов алюминия

Состав сплава, ат. % Интервал кристаллизации Мб Превращение у'-Ну->у'

№-А1-Ре 75-22-3 1374-1318 1200

№-А1-Сг 75-22-3 1378-1310 1218

№-А1-ЫЬ* 75-19-6 1385-1360 1150

№-А1-У+ 75-21-4 1405-1380 1250

№-А1-Т1* 75-18-7 1405-1375 1150

75-22-3 1425-1400 1200

♦составы, исследованные ранее Н.Н. Степановой, О.В. Савиным и др.[2].

Формирование фазового состава сплавов происходит по аналогии со сплавами №3А1-Ре, рис. 4.6, и подчиняется общей закономерности. Она связана с типом замещения для легирующего элемента. Опираясь на эту закономерность, можно сделать обоснованные предположения о характере кристаллизации тройного сплава с каким-либо другим переходным элементом в зависимости от его типа замещения.

В пятой главе на основе результатов ДТА и металлографических исследований изучено влияние легирования на термическую стабильность в безуглеродистых жаропрочных никелевых сплавах для монокристального литья. При постоянном содержании Со, А1, Мо и Ш варьировали содержание Сг, Т1,1ЧЬ, Та и Ые, см. состав в табл. 2. Составы разделили на две группы. К первой группе отнесли сплавы с относительно небольшим содержанием легирующих элементов (составы 1-5), ко второй с более высоким содержанием легирующих элементов (составы 6-11).

На образцах, полученных после ДТА, проведен качественный металлографический анализ. Все образцы имеют типичное дендритное строение, с хорошо развитыми осями второго порядка. В осях дендритов и в междендритном пространстве видны равномерно распределенные мелкодисперсные включения вторичной у'-фазы. В междендритном пространстве выделения у'-фазы крупнее. В более легированных образцах увеличивается количество эвтектики на основе у и у'-фаз.

Анализ ДТА-кривых и металлографических исследований позволил идентифицировать обнаруженные фазовые превращения. В ходе нагрева зафиксированы следующие фазовые превращения: начало растворения частиц вторичной у'-фазы р); полное растворение вторичной у'-фазы (1пр); начало плавления наиболее легкоплавкой составляющей сплава - эвтектики на основе у и у'-фаз полное расплавление образца (г^. Данные приведены в табл. 6.

Полученные данные использовали для оптимизации состава, обладающего максимальной термической стабильностью. Критериями термостабильности, по которым проводился анализ, являлись: температуры

начала ^р и полного 1пр растворения вторичной у'-фазы, интервал нагрева под гомогенизирующий отжиг р и интервал плавления табл. б.

Таблица 6

Температуры и интервалы фазовых превращений в модельных жаропрочных

никелевых сплавах для монокристального литья, °С

№ tL ts tn 0 в Ms Vtn.D tn D"^H p

1 1480 1425 1260 780 55 165 480

2 1480 1430 1275 725 50 155 550

3 1475 1430 1265 685 45 165 580

4 1465 1405 1250 675 60 155 575

5 1470 1400 1245 740 70 155 505

6 1445 1370 1270 775 75 100 495

7 1455 1370 1250 770 85 120 480

8 1440 1360 1280 820 80 80 460

9 1440 1385 1275 715 55 110 560

10 1445 1365 1265 730 80 100 535

11 1455 1380 1260 670 75 120 590

Существенным параметром также является температурная зависимость растворения вторичной у'-фазы. На основе обобщения данных по измерению удельного электросопротивления p(t) и результатов дифференциального термического анализа сотрудниками ВИАМа Н.В. Петрушиным, А.В Логуновым, А.И. Ковалевым и др. получена формула, связывающая объемную долю у'-фазы при заданной температуре VT с ее объемной долей при комнатной температуре Vo через соотношение температур начала растворения tH р. и конца растворения tn р вторичной у'-фазы с точностью +3%:

Wo= a[(tnp)2 -12] - n(tnp -1), где a = (tn p -1„ p )"2, ц - 21„ p (tn p -1„ p )'2, t - температура измерения, °C. Полученные по формуле результаты расчетов приведены в табл.7.

Сравнение V/V0 проводили при 1100°С, т.к. это максимальная температура эксплуатации современных жаропрочных сплавов авиационного назначения.

Изменение относительного количества вторичной у'-фазы Ут/У0 при повышении температуры

1,°С Относительное количество вторичной у'-фазы У^/Уо

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

700 1 1 0,99 0,99 1 1 1 1 1 1 0,99

800 0,99 0,98 0,96 0,95 0,99 0,99 0,99 1 0,98 0,98 0,95

900 0,94 0,90 0,86 0,85 0,90 0,94 0,93 0,97 0,89 0,90 0,85

1000 0,79 0,75 0,71 0,68 0,74 0,79 0,77 0,85 0,74 0,75 0,69

1100 0,56 0,54 0,49 0,45 0,49 0,57 0,53 0,63 0,53 0,52 0,47

1200 0,23 0,25 0,21 0,17 0,17 0,26 0,20 0,32 0,25 0,23 0,19

Для низколегированных жаропрочных никелевых сплавов по сравнению с базовым составом дополнительное введение ряда элементов не привело к увеличению термической стабильности, за исключением легирования сплавов у'- образующими элементами - ТС и №> (составы №2 и №3). Введение титана повышает температуру полного растворения у'-фазы (1п р) до 3 275°С, а введение ниобия до 1265°С.

В сложнолегированных жаропрочных сплавах наибольшие 1пр, гнр и отношение У-,/У0 имеет состав, содержащий 6 масс. % Та (состав № 8). К сожалению, такой сплав характеризуется широким интервалом плавления и самым узким интервалом нагрева под гомогенизирующий отжиг О^-^р). Состав №9, включающий 4 масс. % Та и 2 масс. % И.е является благоприятным по всем термическим характеристикам. Увеличение содержания вольфрама и хрома в таких сплавах приводит к некоторому снижению термической стабильности.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведено экспериментальное изучение влияния легирования третьим элементом на фазовые превращения в упорядоченном интерметаллическом соединении №3А1-Х (Х=Со, ЫЬ, Бе, Сг, V, 'П.). Обобщение результатов дифференциального термического анализа (ДТА) и результатов измерения

удельного электросопротивления p(t), включая жидкое состояние, в сочетание с данными структурных исследований, выполненных на монокристальных образцах позволило установить общие закономерности в последовательности фазовых и структурных превращений, приводящих к формированию однофазного у'-состояния.

Исследовано влияние легирования на температуры фазовых равновесий в безуглеродистых жаропрочных никелевых сплавах. Характеристиками термостабильности, по которым проводилось сравнение, являются: температуры начала tHp и полного tnp растворения вторичной у'-фазы, интервал термообработки ts-tn р, а также отношение V/Vo, где VT - объемная доля у'-фазы при заданной температуре, a V0 - объемная доля у'-фазы при комнатной температуре.

Основные результаты диссертационной работы состоят в следующем:

1. Модернизирован высокотемпературный дифференциальный термоанализатор ВДТА-8МЗ. Предложен способ градуировки и обработки результатов на персональном компьютере, позволяющий существенно повысить разрешающую способность измерений и снизить трудоемкость обработки экспериментальных данных.

2. Уточнен фрагмент тройной диаграммы состояния системы Ni-Al-Fe вблизи области гомогенности у'-фазы: построен политермический разрез по линии Ni3Al —> Ni3Fe до состава Ni75Ali8Fe7 и уточнено положение тройной области (5+у+у' на изотермическом разрезе при 1290°С.

3. Предложена схема фазового состава при температуре солидуса для сплавов Ni3Al-Fe, находящихся при комнатной температуре в однофазном у'-состоянии.

При замещении железом позиций атомов никеля кристаллизация происходит с участием р-фазы. Составы, в которых атомы железа в равной мере замещают позиции атомов алюминия и никеля, после кристаллизации имеют фазовый состав у+у' (до 10 ат. % Fe). При замещении железом позиций

атомов алюминия, также как и при замещении позиций атомов никеля и алюминия одновременно, фазовый состав после кристаллизации у+у'. Все данные, полученные при исследовании ряда сплавов NijAl-X (Х=Со, Nb, Cr, W, V, Ti.), согласуются с этой схемой, что позволяет использовать ее для прогнозирования фазового состава тройных сплавов на основе Ni3Al с переходными элементами.

4. На политермах удельного электросопротивления определена температура начала разупорядочения ta серии сплавов Ni3Al-Fe. С ростом концентрации железа она уменьшается. Легирование приводит, по мере роста концентрации железа, к переходу от свойств интерметаллида к свойствам упорядочивающегося сплава.

5. Исследовано влияние легирования на термическую стабильность в безуглеродистых жаропрочных никелевых сплавах используемых для монокристального литья. При постоянном содержании Со, AI, Mo и Hf варьировалось содержание Cr, W, Ti, Nb, Та и Re. Получены следующие результаты:

- для сравнительно низколегированных жаропрочных никелевых сплавов по сравнению с базовым составом дополнительной введение у'-образующих элементов - 1 масс. % Ti или 1 масс. % Nb привело к увеличению термической стабильности.

- для сложнолегированных жаропрочных сплавов состав, включающий 4 масс. % Та и 2 масс. % Re является благоприятным по всем термическим характеристикам.

Список цитируемой литературы:

1. The order-disorder transformation in Ni3Al and Ni3Al-Fe alloys. - I. Determination of the transition temperatures and their relation to ductility / R.W. Cahn, P.A. Siemers, J.E. Geiger, P. Bardhan // Acta Metal.- 1987. - V. 35. - N 11. - P. 2737-2751.

2. Структура и свойства №зА1, легированного третьим элементом. - I. Влияние легирования на фазовые равновесия / Степанова H.H., Савин О.В., Акшенцев Ю.Н, Баум Б.А., Сазонова В.А., Турхан Ю.Э. // ФММ. - 1999. - Т. 88. Вып.4.-С. 69-75.

Основные результаты диссертации опубликованы в работах:

1. Барышев Е.Е., Лепихин C.B. Влияние легирующих элементов на фазовые превращения в жаропрочных никелевых сплавах // II Уральская школа-семинар металловедов - молодых ученых: Сб. тез. докл. - Екатеринбург: УГТУ-УПИ. - 2000. - С. 10.

2. Влияние легирующих элементов на фазовые превращения в жаропрочных никелевых сплавах / О.В. Савин, C.B. Лепихин, Е.Е. Барышев, Г.В. Тягунов // Физические свойства металлов и сплавов: Сб. статей. -Екатеринбург: УГТУ-УПИ. - 2ООО. - С. 110-115.

3. Изучение влияния состояния расплава на процесс затвердевания жаропрочных сплавов / Е.Е. Барышев, О.В. Савин, А.Г. Тягунов, C.B. Лепихин // II Межвузовская научно-техническая конференция "Фундаментальные проблемы металлургии": Сб. тез. докл. - Екатеринбург: УГТУ-УПИ. - 2000. - С. 41-43.

4. Тягунов А.Г., Лепихин C.B., Савин О.В. Влияние легирования на стабильность структуры жаропрочных сплавов // I Всероссийская научно-техническая конференция "Физические свойства металлов и сплавов": Сб. тез. докл. - Екатеринбург: УГТУ-УПИ. - 2001. - С. 42.

5. Лепихин C.B., Тягунов Г.В. О термической стабильности упрочняющей у'-фазы в жаропрочных никелевых сплавах // Научные труды II отчетной конференции молодых ученых ГОУ УГТУ-УПИ: Сб. тез. - Екатеринбург: ГОУ УГТУ-УПИ. - 2002. - С. 413-414.

6. Лепихин C.B., Степанова H.H. Влияние легирования железом на температуры фазовых переходов в Ni3Al // IV Уральская школа-семинар

металловедов - молодых ученых: Сб. тез. докл. - Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ. - 2002. - С. 14.

7. Влияние легирования на кристаллизацию модельных сплавов на Ni основе / C.B. Лепихин, Г.В. Тягунов, Е.Е. Барышев, А.Г. Тягунов // Вестник УГТУ-УПИ. - 2002. - №5(20). - С. 81-85.

8. Влияние легирования на термическую стабильность модельных жаропрочных композиций / Е.Е. Барышев, C.B. Лепихин, О.В. Савин, А.Г. Тягунов // Физические свойства металлов и сплавов: Сб. статей - Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ. - 2002. - С. 178-182.

9. Влияние легирования железом на точки фазовых равновесий в Ni3Al / H.H. Степанова, C.B. Лепихин, Ю.Н. Акшенцев, О.В. Савин // Физические свойства металлов и сплавов: Сб. статей - Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ. - 2002. - С. 192-196.

10. Влияние легирования на межатомное взаимодействие и кинетику упорядочения в интерметаллическом соединении Ni3Al / H.H. Степанова, Ю.С. Митрохин, В.П. Белаш, Ю.Н Акшенцев, О.В. Савин, C.B. Лепихин // VII Международная школа-семинар "Эволюция дефектных структур в конденсированных средах": Сб. тез докл. - Казахстан- Усть-Каменогорск -Барнаул. - 2003. - С. 186-187.

11. Кристаллизация тройных сплавов на основе Ni3Al, легированных переходными элементами с различным типом замещения / C.B. Лепихин, H.H. Степанова, В.П. Белаш, О.В. Савин, Г.В. Тягунов // II Всероссийская научно-техническая конференция "Физические свойства металлов и сплавов": Сб. тез. докл. - Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ. - 2003. - С. 131-132.

12. Фазовые превращения в тройных сплавах на основе Ni3Al, легированных переходными элементами с различным типом замещения / H.H. Степанова, В.П. Белаш, C.B. Лепихин, Г.В. Тягунов, Ю.Н. Акшенцев // XVII Уральская школа металловедов - термистов "Актуальные проблемы физического металловедения сталей и сплавов": Сб. тез. докл. - Киров: ВятГУ. - 2004. - С. 24-25.

»f-9 20 4

13. Влияние легирования на межатомное взаимодействие в интерметаллическом соединении Ni3Al / H.H. Степанова, Ю.С. Митрохин, В.П. Белаш, Ю.Н. Акшенцев, О.В. Савин, C.B. Лепихин // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. - 2004. - №1. - С. 226-230.

14. Фазовые и структурные превращения в тройных сплавах на основе Ni3Al при легировании железом / C.B. Лепихин, H.H. Степанова, Ю.Н. Акшенцев, В.А. Сазонова, Г.В. Тягунов // ФММ. - 2004. - Т. 97. - № 4. - С.88-94.

15. Фазовые превращения в тройных сплавах на основе Ni3Al / H.H. Степанова, В.П. Белаш, C.B. Лепихин, О.В. Савин, Л В. Елохина, Г.В. Тягунов, Ю.Н. Акшенцев // ФММ. - 2004. - Т. 97. - № 4. - С .95-102.

16. Лепихин C.B., Тягунов Г.В. Исследование фазовых превращений в тройных сплавах на основе Ni3Al // VT Уральская школа-семинар металловедов - молодых ученых: Сб. тез. докл. - Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ. -2004. - С. 39.

17. Модернизация высокотемпературного дифференциального термоанализатора ВДТА-8МЗ / C.B. Лепихин, Е.Е. Барышев, Г.В. Тягунов, Б.А. Баум, B.C. Цепелев // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. - 2005. -Т. 71. - №4. - С.35-37.

РНБ Русский фонд

2006-4 5480

Подписано в печать 03.05.2005г.

заказ № 76 тираж 100

Ризография НИЧ ГОУ ВПО УГТУ-УПИ 620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, 19

ВВЕДЕНИЕ.

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1. Свойства интерметаллического соединения №3А1.

1.2. Диаграммы состояния для интерметаллидов №3А и№3А1-Х.

1.2.1. Двойная диаграмма №-А1 вблизи соединения №3А1.

1.2.2. Характер кристаллизации соединения >П3А1.

1.2.3. Диаграммы состояния тройной системы №-А1-Х.

1.2.4. Диаграммы состояния системы №3А1-Ре.

1.3. Факторы, определяющие преимущественный тип замещения легирующего элемента.

1.4. Жаропрочные никелевые сплавы.

1.4.1. Структура и термическая стабильность литейных жаропрочных никелевых сплавов.

1.4.2. Преимущества монокристаллов жаропрочных никелевых сплавов в условиях высокотемпературного нагружения.

1.4.3. Особенности легирования жаропрочных сплавов на основе никеля для монокристаллического литья.

1.4.4. Влияние легирования рением на термическую стабильность у'-фазы в жаропрочных никелевых сплавах.

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Образцы и химический состав.

2.2. Дифференциальный термический анализ.

2.2.1. Сущность метода.

2.2.2. Модернизация высокотемпературного дифференциального термоанализатора ВДТА-8МЗ.

2.2.3. Условия проведения ДТА.

2.3. Методика измерения удельного электросопротивления.

2.4. Выращивание монокристаллов.

2.5. Методы исследования структуры сплавов в твердом состоянии.

2.5.1. Металлографические исследования.

2.5.2. Электронно-микроскопические исследования.

2.5.3. Рентгеноструктурный анализ.

2.5.4. Микрорентгеноспектральный анализ.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ.

3. ФАЗОВЫЕ И СТРУКТУРНЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ В ТРОЙНЫХ СПЛАВАХ НА ОСНОВЕ Ni3Al ПРИ ЛЕГИРОВАНИИ ЖЕЛЕЗОМ.

3.1. Уточнение тройной диаграммы состояния системы Ni-Al-Fe вблизи области у'-фазы.

3.2. Влияние высокотемпературного нагрева на упорядоченное состояние сплавов NÍ3Al-Fe.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ.

4. ФАЗОВЫЕ И СТРУКТУРНЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ В ТРОЙНЫХ СПЛАВАХ НА ОСНОВЕ Ni3Al.

4.1. Влияние легирования третьим элементом на фазовые превращения в N13AI.

4.2. Корреляция между преимущественным типом замещения и степенью локализации валентных J-электронов переходного легирующего элемента.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ.

5. ВЛИЯНИЕ ЛЕГИРОВАНИЯ НА ТЕРМИЧЕСКУЮ СТАБИЛЬНОСТЬ МОДЕЛЬНЫХ ЖАРОПРОЧНЫХ СПЛАВОВ НА НИКЕЛЕВОЙ

ОСНОВЕ.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ.

Актуальность работы. Интерметаллическое соединение №зА1 (у'-фаза) является основной упрочняющей фазой литейных жаропрочных сплавов на основе никеля, представляющих важную группу высокопрочных материалов, используемых при изготовлении наиболее ответственных деталей газотурбинных двигателей (ГТД). Продолжаются попытки применения соединения №3А1 в качестве самостоятельного конструкционного материала. Работа посвящена исследованию фазовых и структурных превращений в тройных сплавах на основе №зА1 и в безуглеродистых жаропрочных никелевых сплавах. Расширение знаний о фазовых превращениях в таких системах представляет интерес при разработке новых современных жаропрочных сплавов.

Соединение №зА1 упорядочено по типу ЬЬ и существует в узком интервале концентраций вблизи 75 ат. % №. Характерной особенностью этого соединения является его способность растворять практически все переходные элементы. К сожалению, в настоящее время не существует строгой теории, определяющей выбор типа замещения для произвольного легирующего элемента. Многочисленные экспериментальные данные позволяют утверждать, что атомы Мэ, Тл, V, занимают места в подрешетке алюминия, а атомы Со в подрешетке никеля. Такие элементы, как Бе и Сг, могут в равной мере замещать как позиции атомов никеля, так и позиции алюминия.

Диаграммы состояния тройных сплавов системы №-А1-Х, где X -переходный металл, построены в виде отдельных разрезов, как правило, изотермических. Основным является разрез при 1100°С. Политермические разрезы, включающие область кристаллизации, фрагментарны и относятся, в основном, к сплавам системы 1чП-А1-Ре. Отсутствие внимания к процессам кристаллизации сплавов №3А1-Х связано с тем, что после отжига образцы, имеющие состав в пределах области гомогенности у'фазы, однофазны. Но при этом в структуре сплава могут присутствовать области у'-фазы, сформировавшиеся по различным механизмам.

Интерметаллид №зА1 имеет высокую степень дальнего порядка 8, близкую к 1, которая сохраняется при нагреве до 1330°С. Выше этой температуры начинается разупорядочение. Однако в твердом состоянии для сплава стехиометрического состава (№75А125) температура полного разупорядочения 1;с не достигается. В то же время, легирование такими элементами, как железо, хром, марганец, приводит по мере роста их концентрации к переходу от свойств интерметаллида к свойствам упорядочивающегося сплава: 1С может регистрироваться в твердом состоянии.

В диссертационной работе исследованы монокристаллические образцы тройных сплавов на основе №зА1, получение которых представляет самостоятельный интерес. Использование таких образцов позволяет более полно проследить за формированием структуры в процессе кристаллизации и последующего охлаждения.

Кроме того, исследована серия модельных никелевых сплавов, данные о которых могут быть использованы при разработке новых безуглеродистых сплавов на никелевой основе, изготовляемых в монокристаллическом состоянии. Для обеспечения максимальной жаропрочности и термической стабильности таких сплавов необходимы результаты исследований механизма кристаллизации, фазовых превращений и изучение процессов растворения упрочняющей интерметаллидной у'-фазы. Поэтому, получение данных о влиянии легирования на температуры фазовых превращений и стабильность у'-фазы в условиях высокотемпературного нагрева представляет несомненный интерес.

Работа выполнена при поддержке гранта Минобразования № ТОО-5.1-3063 и научно-образовательного центра «Перспективные материалы» (грант № ЯЕС-005 СЮТ).

Цель работы состояла в поиске общих закономерностей формирования у'-фазы при кристаллизации и последующем охлаждении серии тройных сплавов на основе интерметаллического соединения №зА1 и определении оптимального состава модельных безуглеродистых сплавов на никелевой основе для обеспечения их термической стабильности.

В связи с поставленной целью определены следующие задачи:

1. Подготовка поли- и монокристаллических ориентированных {001} образцов сплавов №зА1 с третьим элементом. В качестве легирующего элемента выступают ниобий, входящий в подрешетку алюминия; кобальт, входящий в подрешетку никеля; хром и железо, входящие одновременно в обе подрешетки. Ставится цель получить однофазные при комнатной температуре тройные сплавы на основе №зА1.

2. Определение последовательности фазовых превращений в сплавах и установление значений их температур.

3. Уточнение тройной диаграммы состояния системы №-А1-Ре при высоких температурах вблизи области существования у'-фазы. Выбор системы №-А1-Ре связан с возможностью реализовать все возможные типы замещения.

4. Исследование влияния легирования третьим элементом на характер кристаллизации и температуры фазовых превращений в сплавах системы №-А1-Х с различным типом замещения вблизи области интерметаллида.

Применительно к жаропрочным никелевым сплавам для монокристального литья поставлены следующие задачи:

1. Изучение влияния легирующих элементов на температуры фазовых превращений, процессы растворения вторичной у'-фазы и определение температурных интервалов ее существования.

2. Поиск составов модельных безуглеродистых жаропрочных никелевых сплавов, обладающих высокой термической стабильностью.

Научная новизна.

1. Проведена модернизация высокотемпературного дифференциального термоанализатора ВДТА-8МЗ. Предложен способ градуировки и обработки результатов на персональном компьютере, позволяющий существенно повысить разрешающую способность измерений и снизить трудоемкость обработки экспериментальных данных.

2. Уточнен фрагмент тройной диаграммы состояния системы ТчП-А1-Бе вблизи области гомогенности у'-фазы: построен политермический разрез по линии М3А1 —>№зРе до состава №75А118Ре7 и уточнено положение тройной области (5+у+у' на изотермическом разрезе при 1290°С.

3. Предложена схема формирования у'-фазы в ходе кристаллизации и последующего охлаждения тройных сплавов №3А1-Х (Х=Со, Бе, №>, Сг, XV, V, И).

4. Определена температура начала разупорядочения серии сплавов №зА1-Ре. С ростом концентрации железа 1:а уменьшается.

5. Получены важные сведения о влиянии легирующих элементов на температуры фазовых превращений в модельных безуглеродистых жаропрочных никелевых сплавах для монокристального литья.

6. Определены составы, безуглеродистых жаропрочных никелевых сплавов, обладающие высокой термической стабильностью.

Практическая ценность.

Закономерности, полученные при обобщении новых данных о формировании однофазного у'-состояния для ряда сплавов на основе №зА1, позволяют прогнозировать фазовый состав при температуре солидуса и последовательность фазовых и структурных превращений, происходящих в твердом состоянии в тройных сплавах на основе №зА1 с различным типом замещения. Полученные данные о фазовых превращениях в тройных сплавах на основе №зА1 представляют интерес при разработке новых современных жаропрочных сплавов. Результаты данного исследования могут быть использованы для решения проблемы стабильности структуры безуглеродистых жаропрочных никелевых сплавов для монокристального литья. На защиту выносятся:

1. Политермический разрез по линии №зА1 —>№зРе до состава №75А118Ре7 и положение тройной области (3+у+у' на изотермическом разрезе 1290°С участка тройной диаграммы №-А1-Ре.

2. Закономерности формирования у'-фазы в ходе кристаллизации и последующего охлаждения тройных сплавов №3А1-Х (Х=Со, Ре, №>, Сг,

V, Тф.

3. Результаты по исследованию влияния легирования на температуру начала разупорядочения 1:а серии сплавов №зА1-Ре.

4. Данные по влиянию легирующих элементов на термическую стабильность модельных безуглеродистых жаропрочных никелевых сплавов для монокристального литья.

Основные результаты диссертационной работы состоят в следующем:

1. Модернизирован высокотемпературный дифференциальный термоанализатор ВДТА-8МЗ. Предложен способ градуировки и обработки результатов на персональном компьютере, позволяющий существенно повысить разрешающую способность измерений и снизить трудоемкость обработки экспериментальных данных.

2. Уточнен фрагмент тройной диаграммы состояния системы №-А1-Ре вблизи области гомогенности у'-фазы: построен политермический разрез по линии №3А1 -» №3Ре до состава Г^А^Реу и уточнено положение тройной области Р+у+у' на изотермическом разрезе при 1290°С.

3. Предложена схема фазового состава при температуре солидуса для сплавов №3А1-Ре, находящихся при комнатной температуре в однофазном у'-состоянии.

При замещении железом позиций атомов никеля кристаллизация происходит с участием р-фазы. Составы, в которых атомы железа в равной мере замещают позиции атомов алюминия и никеля, после кристаллизации имеют фазовый состав у+у' (до 10 ат. % Бе). При замещении железом позиций атомов алюминия, также как и при замещении позиций атомов никеля и алюминия одновременно, фазовый состав после кристаллизации у+у'. Все данные, полученные при исследовании ряда сплавов №3А1-Х (Х=Со, N1), Сг, V, Ть), согласуются с этой схемой, что позволяет использовать ее для прогнозирования фазового состава тройных сплавов на основе №3А1 с переходными элементами.

4. На политермах удельного электросопротивления определена температура начала разупорядочения 1:а серии сплавов №3А1-Ре. С ростом концентрации железа она уменьшается. Легирование приводит, по мере роста концентрации железа, к переходу от свойств интерметаллида к свойствам упорядочивающегося сплава.

5. Исследовано влияние легирования на термическую стабильность в безуглеродистых жаропрочных никелевых сплавах используемых для монокристального литья. При постоянном содержании Со, А1, Мо и НГ варьировалось содержание Сг, Тл, ИЬ, Та и Яе. Получены следующие результаты:

- для сравнительно низколегированных жаропрочных никелевых сплавов по сравнению с базовым составом дополнительной введение у'-образующих элементов - 1 масс. % Т1 или 1 масс. % N1) привело к увеличению термической стабильности. для сложнолегированных жаропрочных сплавов состав, включающий 4 масс. % Та и 2 масс. % Яе является благоприятным по всем термическим характеристикам.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведено экспериментальное изучение влияния легирования третьим элементом на фазовые превращения в упорядоченном интерметаллическом соединении №3А1-Х (Х=Со, ЫЬ, Ре, Сг, V, Ть). Обобщение результатов дифференциального термического анализа (ДТА) и результатов измерения удельного электросопротивления р(1), включая жидкое состояние, в сочетание с данными структурных исследований, выполненных на монокристальных образцах позволило установить общие закономерности в последовательности фазовых и структурных превращений, приводящих к формированию однофазного у'-состояния.

Исследовано влияние легирования на температуры фазовых равновесий в безуглеродистых жаропрочных никелевых сплавах. Характеристиками термостабильности, по которым проводилось сравнение, являются: температуры начала 1нр. и полного 1пр растворения вторичной у'-фазы, интервал термообработки ^п.р, а также отношение Ут/Уо, где Ут - объемная доля у'-фазы при заданной температуре, а У0 -объемная доля у'-фазы при комнатной температуре.

1. Stoloff N.S. Physical and mechanical metallurgy of Ni3Al and its alloys // Internation. Mater. Rev. 1989. - V. 34. - N 4. - P. 153-184.

2. Суперсплавы. II / Под ред. Симса Ч., Столоффа Н., Хагеля В. М.: Металлургия, 1995. - Кн. 1. - 384 с.

3. Жаропрочность литейных никелевых сплавов и их защита от окисления / Под ред. Б.Е. Патона. Киев: Наукова думка, 1987. - 256 с.

4. Шалин P.E., Светлов И.Л., Качанов Е.Б. и др. Монокристаллы никелевых жаропрочных сплавов // М.: Машиностроение, 1997. 336 с.

5. Каблов E.H., Голубовский Е.Р. Жаропрочность никелевых сплавов // М.: Машиностроение, 1998. 463 с.

6. Строганов Г.Б., Чепкин В.М. Литейные жаропрочные сплавы для газовых турбин // М.: ОНТИ МАТИ, 2000. 128 с.

7. Гольдштейн М.И., Грачев С.В, Векслер Ю.Г. Специальные стали. Изд. 2-е, перераб. и дополн. // М.: МИСИС, 1999. 408 с.

8. Сплавы на основе алюминида никеля / Бунтушкин В.П., Каблов E.H., Базылева O.A., Морозова Г.И. // МиТОМ. 1999. - № 1. - С. 32-34.

9. Верин A.C. Интерметаллид Ni3Al как основа жаропрочного сплава // МиТОМ. 1997. - № 5. - С.26-28.

10. Поварова К.Б., Банных O.A. Принципы создания конструкционных сплавов на основе интерметаллидов. Ч. 1 // Материаловедение. 1999. - № 2. - С. 27-33.

11. Поварова К.Б., Банных O.A. Принципы создания конструкционных сплавов на основе интерметаллидов. Ч. 2 // Материаловедение. 1999. - № 3. - С. 29-37.

12. Гринберг Б.А., Иванов М.А. Интерметаллиды Ni3Al и TiAl: микроструктура, деформационное поведение // Екатеринбург: УрО РАН, 2002. 360 с.

13. Изучение влияния легирования интерметаллида Ni3Al переходными металлами на его структуру и межатомное взаимодействие методами рассеяния нейтронов / Поварова К.Б., Сумин В.В., Казанская Н.К. и др. // Металлы. 2000. - № 4. - С. 53-58.

14. Штремель М.А. Прочность сплавов. 4.2. Деформация // М.: МИСиС, 1997.-527 с.

15. The order-disorder transformation in Ni3Al and Ni3Al-Fe alloys. II. Phase transformations and microstructures / Cahn R.W., Siemers P.A., Hall E.L. // Acta Metall. - 1987. - V. 35. - N 11.- P. 2753-2764.

16. Kozubski R., Cadeville M.C. In Situ resistometric investigation on ordered kinetics in Ni3Al // Phys. F.: Met. Phys. 1988. - V. 23. - P. 45-48.

17. Pope D.P., Garin J.L. The temperature dependence of the long-range order parameter ofNi3Al//J. Appl. Cryst. 1977.-V. 10.-N l.-P. 14-17.

18. Stoeckinger G.R., Neumann J.P. Determination of the order in the intermetallic phase Ni3Al as function of temperature // J. Appl. Cryst. 1970. -V. 3.-N l.-P. 32-38.

19. Васильева JI.А., Малашенко Л.М., Тофпенец P.Л. Электронная микроскопия в металловедении цветных металлов // Минск: Наука и техника, 1989.-208 с.

20. Теория фаз в сплавах. / Под ред. Панина В.Е., Хона Ю.А., Наумова И.И. и др. Новосибирск: Наука, 1984. - 223 с.

21. Анисимов В.И., Ганин Г.В. Ковалентная связь в сплавах Ni3Al, Co3Ti // ФММ. 1989. - Т. 68. - №. 1. - С. 203-205.

22. Magnetism, electron structure and Fermi surface of Ni3Al / Min B.I., Freeman A.J., Jansen H.J.F. // Phys. Rev. B. 1988. - V. 37. - N 12. - P. 67576762.

23. Ito O., Tamaki H. Molecular orbital approach to the chemical bonding at grain boundary in f Ni3A! // Acta Mater. - 1995. -V. 43. - N 7. - P. 27312735.

24. Структурные превращения в сплавах квазибинарных систем со сверхструктурой LI2 / Гоманьков В.И., Третьякова С.М., Фыкин JI.E. // ФММ. 1997. - Т. 84. - № 5.- С. 71-77.

25. Рентгеновское исследование кинетики упорядочения в Ni3Al, легированном третьим элементом / Степанова Н.Н., Савин О.В., Родионов Д.П. и др. // ФММ. 2000. Т. 90. - № 2.- С. 50-56.

26. Николаев Б.В., Тягунов Г.В. Исследование удельного электросопротивления сплавов системы Ni-Al // Расплавы. 1995. - № 4. -С. 22-30.

27. Corey C.L., Lisowsky В. Electrical resistivity study of Ni3Al alloys // Trans. Metal. Soc. AIME. 1967. - V. A239. - P. 239-245.

28. The order-disorder transformation in Ni3Al and Ni3Al-Fe alloys. I. Determination of the transition temperatures and their relation to ductility / Cahn R.W., Siemers P.A., Geiger J.E., Bardhan P. // Acta Metal.- 1987. - V. 35. - N 11.-P. 2737-2751.

29. Hunziker O., Kurz W. Solidification microstructure maps in Ni-Al alloys // Acta Mater. 1997. - V. 45. - N 12. - P. 4981-4992.

30. Структура и свойства Ni3Al, легированного третьим элементом. -I. Влияние легирования на фазовые равновесия / Савин О.В., Степанова

31. Н.Н., Акшенцев Ю.Н и др. // ФММ. 1999. - Т. 88. - № 4. - С. 69-75.

32. Морозова Г.И. Роль электронного и размерного факторов в самоорганизации у'-фазы и ее стабильности // ДАН СССР. 1986. - Т. 288. -№6.-С. 1415-1418.

33. Морозова Г.И. Феномен у'-фазы в жаропрочных никелевых сплавах // ДАН СССР. 1992. - Т. 325. - № 6. - С. 1193-1197.

34. Long-range ordering kinetics and ordering energy in Ni3AI-based y' alloys / Kozubski R., Soltys J., Cadeville M.C. et. al. // Intermetallics. 1993. -V.l.-P. 139-150.

35. Структура и свойства Ni3Al, легированного третьим элементом. -II. Кинетика упорядочения / Савин О.В., Степанова Н.Н., Акшенцев Ю.Н. и др. // ФММ. 2000. - Т. 90. - № 1.- с. 66-71.

36. Alexander W.O, Vanghan N.B. Investigation of phase equilibria in Al-Ni system // J. Inst. Metals. 1937. - V. 61. - P. 247-260.

37. Schramm J. Das Binare Teilsystem Ni-NiAl // Z. Metalkunde. -1941. -B. 33.-S. 347-355.

38. Hilpert K. et al. Phase diagram studies on Ni-Al system // Z. Naturforsch. 1987. - V. 42A. - P. 1327-1392.

39. Структура и свойства сплавов (|3+у) системы Ni-Al-Co / Поварова К.Б., Ломберг Б.С., Филин С.А. и др. // Металлы. 1994. - № 3. - С. 77-84.

40. Ростовая структура монокристаллов Ni3Al, легированных третьим элементом / Акшенцев Ю.Н., Степанова Н.Н., Сазонова В.А., Родионов Д.П. // ФММ. 1997. - Т. 84. - № 3. - С. 130-137.

41. High temperature thermal analysis of Ni-Al alloys around the y' composition / Battezzatti L., Baricco M., Pascale L. // Scripta Mater. 1998. - V. 39.-N l.-P. 87-93.

42. Lee J.H., Verhoeven J.D. Eutectic formation in the Ni-Al system // J. Cryst. Growth. 1994. - V. 143. - N 1-2. - P. 86-102.

43. Effect of Al-rich off-stoichiometry on the yield stress of binary Ni3Al single crystals / Golberg D., Demura M., Hirano T. // Acta Mater. 1998. - V. 46.-N8.-P. 2695-2703.

44. Родионов Д.П., Счастливцев B.M. Стальные монокристаллы // Екатеринбург: УрО РАН, 1996. 274 с.

45. Бездиффузионное превращение в Ni-Al сплавах с решеткой хлористого цезия / Литвинов B.C., Зеленин Л.П., Шкляр Р.Ш. // ФММ. -1971.-Т. 31, № 1.-С. 138-142.

46. Пушин В.Г., Кондратьев В.В., Хачин В.Н. Предпереходные явления и мартенситные превращения // Екатеринбург: УрО РАН, 1998. -368 с.

47. Фазовые равновесия с участием р фазы в системах Ni-Al-Me (Me = Со, Fe, Mn, Сг) при 900 и 1100°С / Поварова К.Б., Филин С.А., Масленков С.Б. //Металлы. 1993. - № 1. - С. 191-195.

48. Interdiffusion behavior in aluminide-based RENE 80H at 1150°C / Basuki E., Crosky A., Greeson B. // Mater. Sci. Eng. 1997. - V. A224. - P. 2732.

49. Constitution of the Ni3Cr- Ni3Al- Ni3W system / Chakravorty S., Sadiq S., West D.R.F. // J. Mater. Sci. 1989. - V. 24. - P. 577-583.

50. Теоретические и экспериментальные исследования фазовых равновесий системы Ni-Ni3Al-W в интервале 900-1500°С / Удовский А.Л., Олдаковский И.В. Молдаковский В.Г. // Металлы. 1991. - № 4. - С. 112122.

51. Atomic ordering characteristics of Ni3Al intermetallics with substitutional ternary additions / Mekchrabov A.O., Akdeniz M.V., Arer M.M. //Acta Mater. 1997. - V. 45. - N 3. - P. 1077-1083.

52. Ruban A.V., Skriver H.L Calculated site substitution in y'- Ni3Al // Solid State Comm. 1996. - V. 99. - N 11. - P. 813-817.

53. Sluiter M.H.F., Kawazoe Y. Site preference of ternary additions in Ni3Al // Phys. Review B. 1995. - V. 51. - N 7. - P.4062-4073.

54. The influence of Fe atom location on the electronic structure of Ni3Ali.xFex: LMTO calculation and x-rays spectroscopy / Lawniczak-Jablonska K., Wojnecki R., Kachniarz J. // J. Phys.: Condens. Matter. 2000. - V. 12. - P. 2333-2350.

55. Портной К.И., Бабич Б.Н., Светлов И.Л. Композиционные материалы на никелевой основе // М.: Металлургия, 1979 264 с.

56. Колачева Б.А., Ливанов В.А, Елагин В. И. Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов. Изд. 2-е, испр. и доп. М.: Металлургия, 1981 416 с.

57. Local structure of Ll2 -ordered Ni75(AlixFex)25 alloys / Pascarelli S., Boseherini F., Mobilio S. et al. // Phys. Rev. B. 1994. - V. 49. - N 21. - P. 14984-14990.

58. Horton J.A., Santella M.L. Microstructures and mechanical properties of Ni3Al alloyed with iron additions // Metal. Trans. 1987. - V. A18. - P.1265-1276.

59. Rivlin V.C., Raynor G.V. Critical evaluation of constitution of aluminium-iron-nickel system // Inst.metall. Rev. 1980. - V. 25. - P. 79.

60. Phase relation in the section Ni3Al Ni3Fe of the Al-Fe-Ni system / Masahashi N., Kawazoe H., Takasugi T. et al. // Zs. Metallkde.- 1987. - V. 78. -N11.-P. 788-794.

61. Masahashi N. Physical and mechanical properties in Ni3Al with and without boron // Mater. Sci. Eng. 1997. - V. 223A. - P. 42-53.

62. Partition of alloying elements between y(Al), y'(Ll2), (3(B2) phases in Ni-Al base system / Jia C.C., Ishida K., Nishizava T. // Metal. Mater. Transact. -1994. V.25.-N3.-P. 473-485.

63. Блейкмор Дж. Физика твердого тела // М.: Мир, 1988. 608 с.

64. Бонар А.А., Великанова Т.Я., Даниленко В.М. и др. Стабильность фаз и фазовые равновесия в сплавах переходных металлов // Киев: Наукова думка, 1991. 200 с.

65. Electronic structure and elastic properties of the Ni3X (X = Mn, Al, Ga, Si, Ge) intermetallics / Iotova D., Kioussis N., Say Peng Lim // Phys. Review B. 1996. - 54 - II. - N 20. - P. 14413-14422.

66. Структурные состояния интерметаллида Ni3Al и положения атомов легирующих элементов в его решетке / Гоманьков В.И., Третьякова С.М., Фыкин Л.Е., Чевычелов В.А. // ФММ. 2000. - Т. 90. - № 4. - С. 9197.

67. A study of ternary element site substitution in Ni3Al using psevdopotential orbital radii based structure maps / Raju S., Mohandas E., Raghunathan V.S. // Scripra Mater. 1996. - V. 34. - N 1. - P. 1785-1790.

68. Нечаев И.А., Демиденко B.C. Закономерности в электронном строении сверхструктуры LI2 сплавов никеля с р-элементами III и IV групп // ФММ. 2000. - Т. 90. - № 6. - С. 12-17.

69. Исследование влияния импульсного ударного нагружения на структуру и свойства жаропрочного сплава на основе №зА1 / Казанцева Н.В., Гринберг Б.А., Гуляева Н.П. и др. // Вопросы материаловедения. -2002.-№1(29).-С. 235-246.

70. Влияние длительных изотермических выдержек при 950°Сна структуру и свойства жаропрочного сплава ЖС6У / Тягунов А.Г., Барышев Е.Е., Костина Т.К. и др. // ФММ. 1998. - Т. 86. - №1. - С. 93-96.

71. Некоторые особенности направленно закристаллизованного сплава ХН58КВТЮМБ / Векслер Ю.Г., Копылов A.A., Митропольская С.Ю. // Металлы. 1998. - №1. - С. 60-63.

72. Современные литейные жаропрочные сплавы для рабочих лопаток газотурбинных двигателей / Орехов Н.Г., Глезер Г.М., Кулешова Е.А., Толораия В.Н. // МиТОМ. 1993. - №7. - С. 32-35.

73. Высокотемпературное рентгеновское исследование монокристаллов <001> никелевого жаропрочного сплава / Степанова H.H., Родионов Д.П., Сазонова В.А., Турхан Ю.Э. // ФММ. 1995. - Т. 80. - № 6. - С. 74-82.

74. Qiu Y.Y. Effect of the Al and Mo on the y'/y lattice mismatch and y' morphology in Ni-based superalloys // Scripta Metall. Mater. 1995. - V. 33. -N 12.-P. 1961-1968

75. Прогнозирование влияния структурных факторов на механические свойства жаропрочных сплавов / Логунов A.B., Петрушин Н.В., Кулешова Е.А., Должанский Ю.М.// МиТОМ. 1981. - №6. - С. 16-20.

76. Ртищев В.В. Применение компьютерной программы PSCPCSP для оптимизации состава серийных и разработки новых жаропрочных сплавов на никелевой основе // МиТОМ. 1995. - № 11. - С. 28-34.

77. Никелевые жаропрочные сплавы для литья лопаток с направленной и монокристаллической структурой. Ч. I / Каблов Е.Н., Светлов И.Л., Петрушин Н.В. // Металловедение. 1997. - №4. - С. 32-38.

78. Никелевые жаропрочные сплавы для литья лопаток с направленной и монокристаллической структурой. Ч. II / Каблов Е.Н., Светлов И.Л., Петрушин Н.В.// Металловедение. 1997. - №5. - С. 14-17.

79. New microstructural concepts of optimize the high-temperature strength of y'-hardened monocrystalline nickel-based superalloys / Mughrabi H., Ott M., Tetzlaff U. //Mater. Sci. Eng. 1997. - A234-236. - P. 434-437.

80. Dieter A., Ulrich B. Properties and typical application of modern nickel-base alloys // Techn. Mitt. Krupp. 1998. - N 1. - P. 19-26.

81. Change of phase morphologies during creep of CMSX-4 at 1253 К / Peng Z., Glatzel U., Link Т., Feller-Kniepmeier M. // Scripta Mater. 1996. - V. 34.-N2.-P. 221-226.

82. Рений в жаропрочных никелевых сплавах для лопаток газовых турбин / Каблов Е.Н., Петрушин Н.В., Василенок Л.Б., Морозова Г.И. // Материаловедение. 2000. - №2. - С. 23-29.

83. Рений в жаропрочных никелевых сплавах для лопаток газовых турбин / Каблов Е.Н., Петрушин Н.В., Василенок Л.Б., Морозова Г.И. // Материаловедение. 2000. - №3. - С. 38-43.

84. Лашко Н.Ф., Заславская Л.В., Козлова М.Н. и др. Физико-химический анализ сталей и сплавов. Изд. 2-е. // М.: Металлургия, 1978. -336 с.

85. Бронфин М.Б., Другова И.А. О влиянии легирования на процессы сублимациии и диффузии в у'-фазе никелевых сплавов // Конструкционные и жаропрочные материалы для новой техники. М.:Наука, 1978. С.138-146

86. Портной К.И., Богданов В.И., Фукс Д.Л. Расчет взаимодействия и стабильности фаз //М.: Металлургия, 1981. 248 с.

87. Петрушин Н.В., Светлов И.Л. Физико-химические и структурные характеристики жаропрочных никелевых сплавов // Металлы. 2001. - №2. -С. 63-73.

88. Берг Л.Г. Введение в термографию. Изд. 2-е, доп. М.: Наука, 1969.-383 с.

89. Уэндландт У.У. Термические методы анализа / Пер. с англ. под ред. В.А. Степанова и В.А. Берштейна. М.: Мир, 1978. - 526 с.

90. Шестак Я. Теория термического анализа: Физико-химические свойства твердых неорганических веществ / Пер. с англ. под ред. И.В. Архангельского и др. М.: Мир, 1987. - 455 с.

91. Топор Н.Д., Огородова Л.П., Мельчакова Л.В. Термический анализ минералов и неорганических соединений //М.: Изд-во Моск. ун-та, 1987.- 190 с.

92. Модернизация высокотемпературного дифференциального термоанализатора ВДТА-8МЗ / Лепихин C.B., Барышев Е.Е., Тягунов Г.В. и др. // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2005. - Т. 71. -№4. - С.35-37.

93. Установка для прецизионного термичекого анализа при высоких температурах / Ничипоренко В. И., Шведков О. Ю., Шишкин Е. А. // Заводская лаборатория. 1990. - Т. 56. - №3. - С. 39-41.

94. Жеребцов Д. А. Совершенствование методики высокотемпературного дифференциального термического анализа и определение некоторых термодинамических параметров систем СаО-А^Оз и Zr02-Al203: Дисс. . канд. хим. наук: 02.00.04. Челябинск, 2000. - 126 с.

95. Вельская И. Н. Установка для дифференциального термического анализа алюминиевых, магниевых и титановых сплавов // Заводская лаборатория. 1998. - Т. 64. - № 8. - С. 37-38.

96. Диаграммы состояния двойных металлических систем: Справочник т. 1 / Под общ. ред. Н.П. Лякишева. М: Машиностроение, 1996.-992 с.

97. Попов A.A. Фазовые превращения в металлических сплавах. М.: Металлургиздат, 1963. 311 с.

98. Б. Чалмерс. Физическое металловедение. М.: Металлургиздат, 1963.-455 с.

99. Long-range order kinetics in Ni3Al0.4Fe0.6. / Kozubski R., Soltys J., Cadeville M.C. // J. Phys.: Condens. Matter. 1990. - V. 2. - N 15. - P. 34513458

100. Магнитная восприимчивость и электросопротивление Ni, AI-сплавов при высоких температурах / Антропов В.А., Воронцов B.C., Довгопол С.П., Радовский И.З., Гельд П.В. // Изв. вузов. Физика. 1982. -Т. 25. -№З.С. 23-28.

101. Микрюков В.Е. Теплопроводность и электропроводность металлов и сплавов // М.: Металлургиздат, 1959. 260 с.

102. Палецкий В.Е., Тимрот Д.Л., Воскресенский В.Ю. // Высокотемпературные исследования тепло- и электропроводности твердых тел // М.: Энергия, 1971. 192 с.

103. Савицкий Е.М., Буров И.В., Пирогова C.B. и др. Электрические и эмиссионные свойства сплавов // М.: Наука, 1978. 294 с.

104. Braunbeck J.B.W. Eine neue Methode electrodenlose Leitfatigkeit // Z.Fur Phys. 1932. V.73. - S. 312-334.

105. Регель A.P. Измерение электропроводности металлов и сплавов во вращающемся магнитном поле // ЖТФ. 1948. - Т.18. - №. 12. - С. 15111520.

106. Регель А.Р. Безэлектродный метод измерения электропроводности и возможности его применения для задач физико-химического анализа//ЖНХ. 1956. - Т. 1. - № 6 - С. 1271-1277

107. Измерение удельного электросопротивления методом вращающегося магнитного поля / Тягунов Г.В., Баум Б.А., Цепелев B.C. и др. // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2003. - Т. 69. - №2.- С. 35-37.

108. Говорухин Э.В. Удельное электросопротивление сплавов хрома с железом и никелем при высоких температурах: Дисс. .канд. физ.-мат. наук: 01.04.07. Свердловск, 1985.- 186 с.

109. Williams R.K. A study of the electrical resistivity of zonerefined tungsten at high temperatures // J. Appl. Phys. 1975. - V. 46. - P. 475-490.

110. Хантадзе Д.В., Оникашвилли Е.Г., Тавадзе Ф.Н. Некоторые приложения теории капиллярности при физико-химическом исследовании расплавов // Тбилиси: Мецниерба, 1971. 116 с.

111. Исследование структуры кристаллов Ni3Al и (Ni,Co)3Al, выращенных по методу Бриджмена / Степанова Н.Н., Теплоухов С.Г., Дубинин С.Ф. и др. //ФММ. 2003. - Т. 96. - № 6. - С. 84-91

112. Ямпольский A.M. Травление металлов // М.: Металлургия, 1980.- 168 с.

113. Беккерт М, Клемм X. Справочник по металлографическому травлению. Пер с нем. // М.: Металлургиздат, 1979. 336 с.

114. ПЗ.Утевский JI.M. Дифракционная электронная микроскопия в металловедении//М.: Металлургия, 1973. 584 с.

115. Bradley A.J. Microscopical studies on the iron-nickel-aluminium system. Part II. The braekdown of the body-centered cubic lattice // J. Iron steel Inst. 1951.-V. 168.-P. 233-242.

116. Лесникова Е.Г., Литвинов B.C., Архангельская A.A. Стабильность Р-фазы в никель-алюминиевых сплавах и влияние на нее железа и кобальта// ФММ. 1974. - Т. 38. - № 3. - С. 580-585.

117. Электросопротивление сплава Cu3Au с добавкой третьего элемента / Сюткина В.И., Кислицина И.Е., Абдулов Р.З., Руденко В.К. // ФММ. 1986. - Т. 61. - № 3. - С. 504-509.

118. Влияние ближнего и дальнего порядка на энергетические характеристики и электропроводность сплава / Лось В.Ф., Репецкий С.П., Гаркуша В.В. // Металлофизика. 1991. - Т. 13. - № 9. - С. 28-39

119. Баум Б.А., Хасин Г.А., Тягунов Г.В. и др. Жидкая сталь // М.: Металлургия, 1984. 206 с.

120. Влияние подготовки расплава на структуру и свойства интерметаллидного сплава на основе №зА1 / Николаев Б.В., Тягунов Г.В., Баум Б.А. и др.//Изв. АН СССР. Металлы. 1991.-№ 1. - С. 104-110.

121. Ресурсосбережение и улучшение служебных характеристик отливок из жаропрочных никелевых сплавов посредством высокотемпературной обработки расплава / Баум Б.А., Ларионов В.Н., Коваленко Л.В. и др. // Изв. АН. Металлы. 1993. - № 1. - С. 31-37.

122. Изучение процессов кристаллизации интерметаллических сплавов на основе системы Ni-Al / Барышев Е.Е., Савин О.В., Степанова H.H., Акшенцев Ю.Н. // Сб. Совершенствование литейных процессов. -Екатеринбург: УГТУ-УПИ. 1999. - С. 247-251.

123. Лесникова Е.Г., Литвинов B.C. Влияние хрома на стабильность никельалюминиевых ß-твердых растворов. // Межвуз. сб. Термическая обработка и физика металлов Свердловск: УПИ - 1978. - № 4. - С. 76-80.

124. Ternary site occupation in Ll2 intermetallics / Wu Y.P., Tso N.C., Sanchez J.M., Tien J.K. // Acta Metall. 1989. - V. 37. - № 10. - P. 2835-2840.

125. Ordering kinetics investigation in the ternary Ni3Al-X alloys / Savin O.V., Stepanova N.N., Rodionov D.P., Akshentsev Yu. N. // Scripta Materialia. 2001. - V. 45. - N 8. - P. 883-888.

126. Козлов Э.В., Дементьев B.M., Кормин H.M., Штерн Д.М. Структуры и стабильность упорядоченных фаз // Томск: Томск. Гос. у-ет, 1994.-248 с.

127. Харрисон У. Электронная структура и свойства твердых тел. Физика химической связи // М.: Мир, 1983. Т. 2.- 332 с.

128. A.c. Способ определения относительного объемного содержания упрочняющей у'-фазы в сплавах / Петрушин Н.В., Логунов A.B., Ковалев А.И. и др. (СССР). № 687965 от 16.05.77