КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 15-19-00164
НазваниеИсследование закономерностей формирования микроструктуры и фазового состава жаропрочного никелевого сплава с интерметаллидным упрочнением в процессе 3D-синтеза порошковой композиции на монокристаллической подложке.
Руководитель Петрушин Николай Васильевич, Доктор технических наук
Организация финансирования, регион Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" , г Москва
Конкурс №6 - Конкурс 2015 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований по приоритетным тематическим направлениям исследований»
Область знания, основной код классификатора 09 - Инженерные науки; 09-101 - Прочность, живучесть и разрушение материалов и конструкций
Ключевые слова Жаропрочный никелевый сплав, кристаллографическая ориентация, порошковая композиция, селективное лазерное сплавление, термическая обработка, интерметаллидные фазы с упорядоченной структурой L12, растровая электронная микроскопия, просвечивающая электронная микроскопия.
Код ГРНТИ81.09.03
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
С целью создания новых технологий производства и ремонта лопаток турбины газотурбиых силовых установок с использованием 3D-синтеза методом селективного лазерного сплавления частиц порошковых композиций из жаропрочного никелевого сплава в проекте будет выполнен комплекс исследований по отработке режимов 3D- синтеза методом селективного лазерного сплавления порошковой композиции из отечественного ренийсодержащего жаропрочного никелевого сплава 3 поколения ЖС32-ВИ, используемого в промышленности для производства монокристаллических лопаток турбины высокого давления газотурбинных авиационных двигателей 4 и 5 поколений, на на монокристаллической подложке из этого сплава с кристаллографической ориентацией [001] и [111].
Будут получены образцы жаропрочного ренийсодержащего никелевого сплава ЖС32-ВИ с упрочнением интерметаллидной (фаза γʹ на основе соединения Ni3Al ) и карбидной (фаза МС на основе карбида ТаС) фазами, синтезированного методом селективного лазерного сплавления из порошковых композиций на монокристаллической подложке из этого сплава с кристаллографической ориентацией (КГО) [001] и [111] и разработаны режимы вакуумной термической обработки (ВТО) и газостатического изотермического прессования (ГИП) полученного сплава.
Будут получены новые научные данные по физико-химическим и структурно-фазовым характеристикам жаропрочного ренийсодержащего никелевого сплава, синтезированного методом селективного лазерного сплавления на монокристаллической подложке: температуры ликвидус, солидус, γʹ-солвус, периоды кристаллических решеток фаз.
Методами оптической и растровой электронной микроскопии будут получены новые данные о морфологии и строении упрочняющих фаз в жаропрочном ренийсодержащем никелевом сплаве, формирующихся в процессах селективного лазерного сплавления и последующих вакуумной термической обработки (ВТО) и газостатического изотермического прессования (ГИП).
Методами растровой и просвечивающей электронной микроскопии и методами рентгеноструктурного фазового анализа будут проведены исследования тонкой микроструктуры и кристаллической структуры жаропрочного ренийсодержащего сплава ЖС32-ВИ, синтезированного методом селективного лазерного сплавления порошковых композиций на монокристаллической подложке из этого сплава с кристаллографической ориентацией [001] и [111]; после различных режимов термической обработки и газостатического изотермического прессования.
Будут получены новые данные о механических свойствах образцов синтезированного сплава: характеристики кратковременной прочности (σВ, σ0,2, δ, ψ) в интервале температур 20-1150°С, малоцикловой усталости на базе 10^4 циклов при «жестком» цикле нагружения при температуре 850°С, длительной прочности и ползучести при температурах 850 и 1050°С на базе до 500 ч.
Будут получены новые данные о механизмах деформации и разрушения исследуемого сплава в условиях кратковременного нагружения в интервале температур 20-1150°С, малоцикловой усталости на базе 10^4 циклов при «жестком» цикле нагружения при температуре 850°С и ползучести при температурах 850 и 1050°С на базе до 500 ч.
Будут проведены микроструктурные и фрактографические исследования образцов жаропрочного ренийсодержащего сплава, синтезированного методом селективного лазерного сплавления порошковых композиций на монокристаллической подложке из жаропрочного ренийсодержащего никелевого сплава ЖС32-ВИ с кристаллографической ориентацией [001] и [111], после испытаний на кратковременную прочность, малоцикловую усталость и ползучесть.
Научная новизна результатов, полученных в рамках реализации проекта, заключается в уникальности для данного класса сплавов и практической применимости следующих данных:
- о закономерности наследования кристаллической структуры монокристалла жаропрочного никелевого сплава, синтезируемого методом селективного лазерного сплавления жаропрочного рений-содержащего никелевого сплава из порошковых композиций этого же сплава;
- о морфологии и строении упрочняющей интерметаллидной фазы с упорядоченной структурой L12, в том числе на атомарном уровне;
- о механизмах деформации и разрушения в условиях кратковременного нагружения, малоцикловой усталости и ползучести жаропрочного рений- содержащего никелевого сплава синтезированного методом селективного лазерного плавления порошковых композиций на монокристаллической подложке из жаропрочного никелевого сплава с кристаллографической ориентацией [001], [111].
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Публикации
1. Орлов М.Р., Петрушин Н.В., Евгенов А.Г., Карачевцев Ф.Н. Diffusion processes in single-crystal and granular nickel-base superalloy ZHS32-VI Rev. Adv. Mater. Sci. (год публикации - 2016)
2. Н.В. Петрушин, Е.М. Висик, М.А. Горбовец, Р.М. Назаркин Структурно-фазовые характеристики и механические свойства монокристаллов жаропрочных сплавов с интерметаллидно-карбидным упрочнением, содержащих рений Металлы, №4. С.57-70 (год публикации - 2016)
Публикации
1. Назаркин М.Р., Петрушин Н.В., Рогалев А.М. Структурно-фазовые характеристики сплава ЖС32-ВИ, полученного методами направленной кристаллизации, гранульной металлургии и селективного лазерного сплавления Труды ВИАМ (год публикации - 2017)
2. Петрушин Н.В., Евгенов А.Г., Заводов А.В., Тренинков И.А. Структура и прочность жаропрочного никелевого сплава ЖС32-ВИ, полученного методом селективного лазерного сплавления на монокристаллической подложке Материаловедение (год публикации - 2017)
3. Тренинков И.А., Петрушин Н.В., Евгенов А.Г. Кристаллографическая структура жаропрочного никелевого сплава, полученного селективным лазерным сплавлением порошковой композиции на монокристаллической подложке Металловедение и термическая обработка металлов (год публикации - 2017)
4. Орлов М.Р., Петрушин Н.В., Евгенов А.Г., Карачевцев Ф.Н. Процессы гомогенизации в монокристаллическом и гранульном жаропрочном сплаве ЖС32-ВИ Электрометаллургия, №1. С.23-33 (год публикации - 2017)
Публикации
1. Петрушин Н.В., Евгенов А.Г., Тренинков И.А., Заводов А.В. Структура и свойства жаропрочного сплава ЖС32-ВИ, полученного методом селективного лазерного сплавления на монокристаллической подложке В сборнике: Аддитивные технологии: настоящее и будущее. Сборник докладов III Международной конференции. 23.03.2017. Электронное изд. М.: ВИАМ, 2017. (год публикации - 2017)
2.
Назаркин Р.М., Петрушин Н.В., Рогалев А.М.
Структурно-фазовые характеристики сплава ЖС32-ВИ, полученного методами направленной кристаллизации, гранульной металлургии и селективного лазерного сплавления
Труды ВИАМ: электрон. научн.-техн. журн., №2 (50). С. 11-17 (год публикации - 2017)
10.18577/2307-6046-2017-0-2-2-2
3. Бакрадзе М.М., Аргинбаева Э.Г., Петрушин Н.В., Овсепян С.В. Аспекты развития литейных никелевых и интерметаллидных сплавов. Технология изготовления деталей ГТД Новости материаловедения. Наука и техника., № 5-6 (год публикации - 2017)
4. Петрушин Н.В., Горбовец М.А., Ходинев И.А., Раевских А.Н. Особенности структуры и малоцикловая усталость жаропрочного никелевого сплава ЖС32, полученного методами направленной кристаллизации и селективного лазерного сплавления на монокристаллической подложке Металловедение и термическая обработка металлов (год публикации - 2018)
5. Петрушин Н.В., Евгенов А.Г., Заводов А.В. Тренинков И.А. Структура и прочность жаропрочного никелевого сплава ЖС32-ВИ, полученного методом селективного лазерного сплавления на монокристаллической подложке Материаловедение, №11. С.19-26 (год публикации - 2017)
6.
Заводов А.В., Петрушин Н.В., Зайцев Д.В.
Микроструктура и фазовый состав жаропрочного сплава ЖС32 после селективного лазерного сплавления, вакуумной термической обработки и горячего изостатического прессования
Письма о материалах, №2 (26). Т.7. С.111-116 (год публикации - 2017)
10.22226/2410-3535-2017-2-111-116