Investigation of resistance to plastic deformation and oxidation of single-crystals of CO-AL-W-Ta alloy directionally solidified with a flat front

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

Single crystals of cobalt-base alloy Co8.4Al9.4W1.9T, at. % with axial macro-segregation of tungsten and aluminum (gradient castings) were directionally solidified with a flat solidification front. Mini-specimens of different chemical compositions were cut from the obtained single-crystals at different casting heights for compression and oxidation tests. The tests performed at 900 °C showed that tungsten increases the yield strength of the alloy, while aluminum improves its oxidation resistance. It is shown that the method of directional solidification with a flat front can be effectively applied to optimize the physical and mechanical characteristics of multicomponent alloys of metals.

Texto integral

Acesso é fechado

Sobre autores

A. Epishin

Merzhanov Institute of Structural Macrokinetics and Materials Science RAS

Autor responsável pela correspondência
Email: a.epishin2021@gmail.com
Rússia, Chernogolovka, Moscow Region, 142432

N. Petrushin

All-Russian Scientific Research Institute of Aviation Materials, National Research Center Kurchatov Institute

Email: a.epishin2021@gmail.com
Rússia, Moscow, 105005

I. Svetlov

All-Russian Scientific Research Institute of Aviation Materials, National Research Center Kurchatov Institute

Email: a.epishin2021@gmail.com
Rússia, Moscow, 105005

Е. Elyutin

All-Russian Scientific Research Institute of Aviation Materials, National Research Center Kurchatov Institute

Email: a.epishin2021@gmail.com
Rússia, Moscow, 105005

D. Lisovenko

Ishlinsky Institute for Problems in Mechanics RAS

Email: lisovenk@ipmnet.ru
Rússia, Moscow, 119526

Bibliografia

  1. Sato J., Omori T., Oikawa K. et al. Cobalt-base high-temperature alloys // Science. 2006. V. 312. № 5770. P. 90–91. https://doi.org/10.1126/science.1121738
  2. Pollock T.M., Dibbern J., Tsunekane M. et al. New Co-based γ-γ ′ high-temperature alloys // JOM. 2010. V. 62. № 1. P. 58–63. https://doi.org/10.1007/s11837-010-0013-y
  3. Bauer A., Neumeier S., Pyczak F. et al. Microstructure and creep strength of different γ/γ′-strengthened Co-base superalloy variants // Scripta Mater. 2010. V. 63. № 12. P. 1197–1200. https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2010.08.036
  4. Meher S., Yan H.-Y., Nag S. et al. Solute partitioning and site preference in γ/γ′ cobalt-base alloys // Scripta Mater. 2012. V. 67. № 10. P. 850–853. https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2012.08.006
  5. Koßmann J., Zenk C.H., Lopez-Galilea I. et al. Microsegregation and precipitates of an as-cast Co-based superalloy—microstructural characterization and phase stability modelling // J Mater Sci. 2015. V. 50. P. 6329–6338. https://doi.org/10.1007/s10853-015-9177-8
  6. Petrushin N., Hvatzkiy K., Gerasimov V. et al. A single-crystal Co-base superalloy strengthened by γ′ precipitates: structure and mechanical properties // Adv. Eng. Mater. 2015. V. 17. № 6. P. 755–760. https://doi.org/10.1002/adem.201500088
  7. Epishin A.I., Petrushin N.V., Link T. et.al. Investigation of the thermal stability of the structure of a cobalt heat-resistant alloy reinforced with intermetallic γ′-phase secretions // Deformation and Destruction of Materials. 2015. № 3. P. 17–22. (In Russian)
  8. Saal J.E., Wolverton C. Energetics of antiphase boundaries in γ′ Co3(Al,W)-based superalloys // Acta Mater. 2016. V. 103. P. 57–62. https://doi.org/10.1016/j.actamat.2015.10.007
  9. Midtlyng J., Epishin A.I., Petrushin N.V. et al. Creep behavior of a γ′-strengthened Co-base alloy with zero γ/γ′-lattice misfit at 800 °C, 196 MPa // J. Mater. Res. 2017. V. 32. № 24. P. 4466−4474. https://doi.org/10.1557/jmr.2017.424
  10. Epishin A., Petrushin N., Nolze G. et al. Investigation of the γ′-strengthened quaternary Co-based alloys Co–Al–W–Ta // Metall. Mater. Trans. A. 2018. V. 49. P. 4042–4057. https://doi.org/10.1007/s11661-018-4756-3
  11. Tomaszewska A., Oleksiak B. Microstructural characteristics of new type γ-γ ′ Co–9Al–9W cobalt-based superalloys in as-cast state // Metalurgija. 2018. V. 57. № 1–2. P. 91–94. https://hrcak.srce.hr/file/278975
  12. Epishin A., Chyrkin A., Nolze G. et. al. Interdiffusion in the face-centered cubic phase of the Co–Al–W–Ta system between 1090 and 1240 °C // JPED. 2018. V. 39. P. 176–185. https://doi.org/10.1007/s11669-018-0620-9
  13. Vigdorovich V.N., Volpyan A.E., Kurdyumov G.M. Directional crystallization and physico-chemical analysis. M.: Chemistry, 1976. 200 p. (In Russian)
  14. Sidorov V.V., Kablov D.E., Rigin V.E. Metallurgy of foundry heat-resistant alloys: technology and equipment. M.: VIAM, 2016. 368 p. (In Russian)
  15. Mishima Y., Ochiai S., Hamao N. et. al. Solid solution hardening of Nickel – role of transition metal and B-subgroup solutes // Trans. Jpn. Inst. Met. 1986. V. 27. № 9. 656–664. https://doi.org/10.2320/matertrans1960.27.656
  16. Aviation materials: Handbook in 13 volumes. Vol. 3. Foundry heat-resistant and intermetallic nickel-based alloys. 7th ed. M.: SIC “Kurchatov Institute”–VIAM, 2022. 192 p. (In Russian)
  17. Nikitin V.I. Corrosion and protection of gas turbine blades. M.: Mashinostroenie, 1987. 272 p. (In Russian)

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar
2. Fig. 1. Gradient casting of cobalt alloy: (a) Distribution of alloying elements in zone II, MPSA; (b) Scheme of electroerosion cutting of cylindrical mini-samples of different chemical composition for compression testing.

Baixar (176KB)
Metadados
3. Fig. 2. Microstructure of cobalt alloy casting, SEM. (a) After two-stage heat treatment of 1300 °C/ 24 h and 700 °C/48 h; (b, c) After exposure at 900 °C for 500 h in the central (b) and near-surface (c) regions.

Baixar (272KB)
Metadados
4. Fig. 3. Compression and heat resistance test results for Cool-WTa alloy samples at 900 °C: (a) Effect of tungsten content on yield strength. The insert shows the heating and deformation of a mini alloy sample in a Gleeble 3800 vacuum testing machine. (b) The effect of aluminum content on heat resistance. Change in the specific gravity of the samples ∆m⁄S depending on the exposure time t.

Baixar (144KB)
Metadados

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».