Автоматичне зварювання, 2023, №09



2023 №09 (07)

DOI of Article 10.37434/as2023.09.01

2023 №09 (02)

---

Журнал «Автоматичне зварювання», № 9, 2023, с. 3-10

Кристалографічні та розмірні характеристики елементів структури зварних швів монокристалів жароміцних нікелевих сплавів

І.С. Гах, Б.О. Задерій, Г.В. Звягінцева, А.В. Завдовєєв, Ю.В. Олійник

ІЕЗ ім. Є.О. Патона НАН України. 03150, м. Київ, вул. Казимира Малевича, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua

Розглянуті кристалографічно-орієнтаційні та розмірно-морфологічні особливості мікроструктури зварних з’єднань монокристалів жароміцних нікелевих сплавів в залежності від вихідної кристалографічної орієнтації та її зміни по макрофронту кристалізації зварного шва. З залученням методу EBSD-аналізу (Electron Backscattering Diffraction) та оптичної металографії досліджено особливості структури окремих зон зварних з’єднань монокристалів жароміцних нікелевих сплавів. Встановлена їх залежність від вихідної кристалографічної орієнтації зварного з’єднання та її зміни по макрофронту кристалізації зварювальної ванни. Показано, що поряд з переважним наслідуванням металом шва кристалографічної орієнтації основного металу може мати місце формування зеренної структури різної кристалографічної орієнтації, морфології, розмірів та природи – кристалізаційної та деформаційної. Розглянуто механізми утворення зерен вказаної природи. Границі зерен кристалізаційного типу є місцем стикування блоків дендритів різної кристалографічної орієнтації. Зерна деформаційного типу є результатом релаксації мікронапружень на стадії охолодження зварного з’єднання і формуються на ділянках, в яких напрямок діючих напружень найбільше співпадає з кристалографічною орієнтацією легкого ковзання. Також виявлено, що зерна деформаційного типу можуть виникати як в металі шва, так і в зоні термічного впливу. При однакових температурних умовах виконання зварних з’єднань кількісні та розмірно-орієнтаційні параметри деформаційної структури металу зони термічного впливу корелюють з аналогічними параметрами елементів структури шва. Вказується на можливість отримання зварних швів без тріщин з досконалою монокристалічною структурою. Бібліогр. 18, рис. 8.
Ключові слова: монокристали, жароміцні нікелеві сплави, зварні з’єднання, EBSD-аналіз, кристалографічна орієнтація, параметри структури, природа зерен, зварювальна ванна, макрофронт кристалізації


Надійшла до редакції 14.06.2023

Список літератури

1. Logunov, A.V., Burov, M.N., Danilov, D.V. (2016) Development of power and marine engine construction in the world (Review). Dvigatel, 1, 10-13 [in Russian].
2. Tsukagoshi, K., Muyama, A., Masada, J. et al. (2007) Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Technical Review, 44(4), 1.
3. XF9-1, the World’s Best Standards Fighter Engine, Has Been Completed – Japan’s Military Technology, Interview with the Developer, BLOGOS, Part 1/2 (2019) (in Japanese).
4. Hino, T., Kobayashi, T., Koizumi, Y. et al. (2000) Superalloys (Eds. T.M. Pollock, R.D. Kissinger, R.R. Bowman, K.A. Green, M. McLean, S. Olson, and J.J. Schirm) (TMS: 2000).
5. Koizumi, Y., Kobayashi, T., Yokokawa, T. et al. (1998) Cost Conf. Liege, part 2: 1089.
6. Langston, L.S. (2014) Global Gas Turbine News, 9, 76.
7. Park, J.W., Vitec, J.M., Babu, S.S., David, S.A. (2004) Stray grain formation, thermomechanical stress and solidification cracking single crystal nickel base superolloy welds. Science and technology of welding and Joining, 9 (6), 472–482. DOI: 10.1179/136217104225021841
8. Ющенко К.А., Гах И.С. Задерий Б.А. и др. (2013) Влияние геометрии сварочной ванны на структуру металла швов монокристаллов жаропрочных никелевых сплавов. Автоматическая сварка, 5, 46–51.
9. Ющенко К.А., Задерий Б.А., Карасевская О.П. и др. (2009) О возможности наследования монокристаллической структуры сложнолегированных никелевых сплавов в неравновесных условиях сварки плавлением. Металлофизика и новейшие технологии, 31, 4, 473–485.
10. Anderson, T.D., Du Pont, J.N. (2011) Stray grain formation and solidification cracking susceptibility of single crystal Ni base superalloy CMSX-4. Welding Journal, 2, 27–31.
11. Карасевська О.П., Ющенко К.А., Задерій Б.О. та ін. (2021) Деформація та руйнування монокристалів жароміцних нікелевих стопів зі зварними з’єднаннями під час випробувань на розтяг. Металофізика. Новітні технол., 43, 7, 939–957.
12. Голубовский Е.Р., Светлов И.Л., Епишин А.И. (2005) Влияние кристаллографической ориентации на прочностные характеристики монокристаллов никелевого жаропрочного сплава. Научные труды МАТИ. Вып. 8 (80). Москва, ИЦМАТИ, с. 22–27.
13. Шварц А., Кумар М., Адамс Б. и др. (2004) Метод дифракции отраженных электронов в материаловедении. Москва, Техносфера.
14. Варюхин В.Н., Пашинская Е.Г., Завдовеев А.В. и др. (2014) Возможности метода дифракции обратнорассеянных электронов для анализа структуры деформированных материалов. Київ, Наукова думка, 2014.
15. Шалин Р.Е., Светлов И.Л., Качанов Е.Б. и др. (1997) Монокристаллы никелевых жаропрочных сплавов. Москва, Машиностроение.
16. Гах І.С. (2011) Фізико-технологічні особливості електронно-променевого зварювання високонікелевих жароміцних сплавів з монокристалічною структурою: Автореф. дис. … канд. техн. наук. Київ.
17. Yushchenko, K.A., Zadery, B.A., Gakh I.S. et al. (2021) Features of the Microstructure of Welded Joints of Single Crystals of Heat-Resistant Nickel Alloys. Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 43, 9, 1175–1193.
18. Ющенко К.А., Задерий Б.А., Гах И.С. и др. (2016) Формирование структуры металла шва при ЭЛС монокристаллов жаропрочных никелевых сплавов. Автоматическая сварка, 8, 21–28. Yushchenko, K.A., Zadery, B.A., Gakh I.S. et al. (2016)

---

Реклама в цьому номері:

---