Сучасна електрометалургія, 2026, №01

2026 №01 (06)

DOI of Article 10.37434/sem2026.01.07

2026 №01 (01)

---

Сучасна електрометалургія, 2026, #1, 53-63 pages

Мікроструктура і фазовий склад з’єднань ливарного і кованого жароміцних нікелевих сплавів при зварюванні тертям

І.В. Зяхор , А.М. Левчук

ІЕЗ ім. Є.О. Патона НАН України. 03150, м. Київ, вул. Казимира Малевича, 11. E-mail: zyakhor2@ukr.net

Реферат
Для вітчизняних виробників авіаційних газотурбінних двигунів актуальною проблемою є розроблення ефективних технологій зварювання жароміцних нікелевих сплавів, зокрема, технології зварювання тертям деталей типу диск‒ло- патка (бліск). В роботі представлено результати дослідження формування різнорідних з’єднань жароміцних нікелевих сплавів ливарного ВЖЛ12У і кованого ЕІ698ВД при зварюванні тертям. З використанням експериментальних методів досліджували вплив технологічних параметрів процесу зварювання тертям і режиму післязварювальної термічної об- робки на мікроструктуру з’єднань та морфологію часток зміцнюючих фаз — карбідів, γ′-фази. Експерименти прово- дили на зразках жароміцних нікелевих сплавів діаметром 24 мм, застосовували технологію комбінованого зварювання тертям з різною тривалістю гальмування обертання на стадії проковки в діапазоні tг = 0,3…3,0 с. Встановлено, що збільшення tг суттєво впливає на структурні і фазові перетворення у зоні термомеханічного впливу з’єднань, зокрема при tг = 3,0 с забезпечується розчинення у процесі проковки часток як вторинної дисперсної γ′-фази, так і термічно стабільної первинної γ′евт.-фази з боку ливарного сплаву ВЖЛ12У. Визначено режим термічної обробки, при якому від- новлюється морфологія часток γ′-фази з боку сплаву ЕІ698ВД та забезпечується відсутність у зоні з’єднання ділянок із зниженою мікротвердістю. Встановлено явище аномального збільшення розміру часток дисперсної γ′-фази в зоні термомеханічного впливу сплаву ВЖЛ12У після трьохступеневої термічної обробки згідно з технічними умовами на сплав ЕІ698ВД. Бібліо?р. 25, табл. 2, рис. 13.
Ключові слова: жароміцні нікелеві сплави, зварювання тертям, з’єднання, мікроструктура, термічна обробка, γʹ-фаза, карбіди, мікротвердість

Отримано 02.04.2026
Отримано у переглянутому вигляді 06.04.2026
Затверджено до друку 31.03.2026
Розміщено онлайн 14.04.2026

Список літератури

1. Sims, C.T., Stoloff, N.S., Hagel, W.C. (1987) Superalloys II. New York, John Wiley & Sons.
2. Pollock, T.M., Tin, S. (2006) Nickel-based superalloys for advanced turbine engines: chemistry, microstructure and properties. J. of Propulsion and Power, 22(2), 361–374. https://doi.org/10.2514/1.18239
3. Reed, R.C. (2008) The superalloys: fundamentals and applications. New York, Cambridge University Press.
4. Das, N. (2010) Advances in nickel-based cast superalloys. Transact. of the Indian Institute of Metals, 63, 265–274. https://doi.org/10.1007/s12666-010-0036-7
5. Henderson, M.B., Arrell, D., Hoebel, M. et al. (2004) Nickel- based superalloy welding practices for industrial gas turbine applications. Sci. and Technol. of Welding and Joining, 9(1), 13–21. https://doi.org/10.1179/136217104225017099
6. Bhamji, I., Preuss, M., Threadgill, P.L., Addison, A.C. (2010) Solid state joining of metals by linear friction welding: a literature review. Mater. Sci. and Technol., 27(1), 2–12. https://doi.org/10.1179/026708310X520510
7. Preuss, M., Threadgill, P. (2010) Solid state welding of aeroengine materials: Encyclopedia of Aerospace Engineering. Eds by R. Blockley, W. Shyy. https://doi.org/10.1002/9780470686652.eae222
8. Ajay, V., Babu, N.K., Ashfaq, M. et al. (2021) A review on rotary and linear friction welding of inconel alloys. Transact. of the Indian Institute of Metals, 74, 2583–2598. https://doi.org/10.1007/s12666-021-02345-z
9. Li, W., Vairis, A., Preuss, M., Ma, T. (2016) Linear and rotary friction welding review. Inter. Materials Reviews, 61(2), 71–100. https://doi.org/10.1080/09506608.2015.1109214
10. Zyakhor, I.V., Zavertannyi, M.S., Chernobai, S.V. (2014) Linear friction welding of metallic materials (Review). Avtomaticheskaya Svarka, 12, 29‒36 [in Russian]. https://doi.org/10.15407/tpwj2014.12.06
11. Raab, U., Levin, S., Wagner, L., Heinze, C. (2015) Orbital friction welding as an alternative process for blisk manufacturing. J. of Materials Processing Technology, 215, 189–192. https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2014.06.019
12. Malyi, A.B., Butenko, Yu.V., Khorunov, V.F. (2005) Weldability of highly alloyed heat-strengthened nickel-based alloys (Review). Avtomaticheskaya Svarka, 5, 24‒28 [in Russian].
13. Yushchenko, K.A., Savchenko, V.S., Cherviakov, N.O., Zvyagintseva, A.V. (2004) Formation of hot cracks during welding of cast heat-resistant nickel alloys. Avtomaticheskaya Svarka, 8, 35‒40 [in Russian].
14. Pinchuk, N.I., Ryazantsev, N.K. (2004) Influence of primary structure of cast heat-resistant nickel alloys on hot cracking during welding. Avtomaticheskaya Svarka, 2, 20‒27 [in Russian].
15. Preuss, M., Withers, P.J., Baxter, G.J. (2006) A comparison of inertia friction welds in three nickel base superalloys. Mater. Sci. and Eng. A, 437, 38–45. https://doi.org/10.1016/j.msea.2006.04.058
16. Huang, Z.W., Li, H.Y., Preuss, M. et al. (2007) Inertia friction welding dissimilar nickel-based superalloys alloy 720Li to In718. Metallurgical and Materials Transact. A, 38, 1608–1619. https://doi.org/10.1007/s11661-007-9194-6
17. Wang, F.F., Li, W.Y., Li, J.L., Vairis, A. (2014) Process parameter analysis of inertia friction welding nickel-based superalloy. Inter. J. Adv. Manuf. Technol., 71, 1909–1918. https://doi.org/10.1007/s00170-013-5569-6
18. Preuss, M., Pang, J.W.L., Withers, P.J., Baxter, G.J. (2002) Inertia welding nickel-based superalloy. Pt 1. Metallurgical characterization. Metallurgical and Materials Transact. A, 33A, 3212-3224. https://doi.org/10.1007/s11661-002-0307-y
19. Tra, T.H., Sakaguchi, M. (2016) High cycle fatigue behavior of the IN718/M247 hybrid element fabricated by friction welding at elevated temperatures. J. of Science: Advanced Materials and Devices, 1(4), 501–506. https://doi.org/10.1016/j.jsamd.2016.08.009
20. Taysom, B.S., Sorensen, C.D., Nelson, T.W. (2021) Strength in rotary friction welding of five dissimilar nickel-based superalloys. Welding J. 100, 9, 302S–308S. https://doi.org/10.29391/2021.100.027
21. Amegadzie, M.Y., Ola, O.T., Ojo, O.A. et al. (2012) On liquation and liquid phase oxidation during linear friction welding of nickel-base IN 738 and CMSX 486 superalloys. In: Proc. of 12th Inter. Symp. on Superalloys (Superalloys 2012), Seven Springs Mountain Resort, PA. 587–594. https://doi.org/10.7449/2012/Superalloys_2012_587_594
22. Kuchuk-Yatsenko, S.I., Zyakhor, I.V., Velikoivanenko, E.A., Rozynka, G.F. (2009) Estimation of thermodeformational conditions of formation of joints of heat-resistant alloy EI- 698VD in friction welding. Avtomaticheskaya Svarka, 7, 8–13 [in Russian].
23. Zyakhor, I.V., Zavertannyi, M.S., Levchuk, A.M. (2020). Pequliarities of formation of joints of dissimilar high-temperature nickel-base alloys in friction welding. Avtomatychne Zvaryuvannya, 8, 38–44. https://doi.org/10.37434/as2020.08.06
24. Zyakhor, I.V. (2001) Advanced equipment for friction welding. Avtomaticheskaya Svarka, 7, 48–52 [in Russian].
25. Zadorozhniuk, O.M., Kapytanchuk, L.M., Smiyan, O.D., Butkova, E.I. (2013) New possibilities for metallographic investigation of base metals and welded joints. Sovremennaya Elektrometallurgiya, 2, 36–40 [in Russian].

---

Ця стаття у відкритому доступі за Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

---

Рекомендоване цитування

І.В. Зяхор, А.М. Левчук (2026) Мікроструктура і фазовий склад з’єднань ливарного і кованого жароміцних нікелевих сплавів при зварюванні тертям. Сучасна електрометалургія, 01, 53-63. https://doi.org/10.37434/sem2026.01.07