Важным условием формирования устойчивой субструктуры является высокая способность дислокаций в матрице к поперечному скольжению и переползанию. Выполнимость этого условия в широком интервале температур обеспечивается высокой энергией дефекта упаковки чистого никеля, что существенно уменьшает ширину расщепления дислокаций, обеспечивая легкое протекания процесса полигонизации. В дисперсно-упрочненных сплавах на основе нихрома (80% Ni + 20% Cr), имеющих достаточно низкую энергию дефекта упаковки, не удается создать стабильной полигонизованной субструктуры ни при каких условиях деформации и отжига, что является, вероятно, основной причиной снижения высокотемпературной прочности, по сравнению со сплавами на основе чистого никеля.
Формирование субзеренной микроструктуры в процессе многократной механотермической обработки (ММТО) приводит к следующему важному факту: если направление деформации при каждом цикле МТО сохранять прежним, то исходные зерна вытягиваются вдоль направления деформации, так как рекристаллизации при отжиге не происходит. Наиболее отчетливо этот эффект проявляется при прокатке и волочении. Если исходное перед МТО состояние было мелкозернистое (например, после экструзии), то образуется тонковолокнистая зеренная структура. В крупнозернистом исходном материале можно также получить сильно удлиненные вдоль направления прокатки (волочения) зерна (рис. 6).
Рис. 6. Зеренная структура сплава Ni-HfO2 после 12 ступеней МТО
Принято характеризовать такую структуру коэффициентом неравновесности зерен (КНЗ), равным L/l, где L и l – длина зерна и его поперечный размер соответственно. При значительном числе ступеней МТО КНЗ может достигать значений 10-12 и более.
Заключение
Подводя итог, можно сформулировать основные черты оптимальной структуры дисперсно-упрочненных никелевых сплавов, обеспечивающих их высокую стабильность и длительную прочность при температурах более 1000˚С: создание волокнистой зеренной структуры, вытянутой вдоль напряжения приложения нагрузки в изделии, стабилизированной полигональной субзеренной структурой.
Создание такой структуры обеспечивается применением методов МТО, состоящих из ступенчатой направленной деформации с промежуточными высокотемпературными отжигами на каждой ступени. Эффективность использования МТО существенно зависит от дисперсности частиц упрочнителя: оптимальным является однородное распределение частиц размером 30÷50 нм.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.