Влияние содержания хрома на термическую стабильность субмикрокристаллических однофазных сплавов системы Ni–Cr

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Изучена термическая стабильность однофазных сплавов системы Ni–Cr (2, 5, 12.5 ат.% Cr), в которых при деформации сдвигом под давлением сформирована субмикрокристаллическая (СМК) структура. Проанализировано изменение при отжиге твердости, размера зерна и однородности рекристаллизованной структуры. Легирование никеля хромом повышает температуру начала рекристаллизации деформированного сплава на 150–250°С и температуру начала интенсивного роста зерна на 200–400°С в соответствии с увеличением содержания хрома. В исследованных СМК-сплавах рекристаллизация развивается путем опережающего роста отдельных центров. Увеличение содержания хрома в сплаве от 2 до 12.5% способствует уменьшению размера зерна и повышению размерной однородности рекристаллизованной структуры.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

К. Ю. Карамышев

Институт физики металлов УрО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: highpress@imp.uran.ru
Россия, Екатеринбург, 620108

Л. М. Воронова

Институт физики металлов УрО РАН

Email: highpress@imp.uran.ru
Россия, Екатеринбург, 620108

Т. И. Чащухина

Институт физики металлов УрО РАН

Email: highpress@imp.uran.ru
Россия, Екатеринбург, 620108

М. В. Дегтярев

Институт физики металлов УрО РАН

Email: highpress@imp.uran.ru
Россия, Екатеринбург, 620108

Список литературы

  1. Горелик С.С., Добаткин С.В., Капуткина Л.М. Рекристаллизация металлов и сплавов. М.: Изд-во МИСиС, 2005. 431 с.
  2. Zhang H.W., Huang X., Pippan R., Hansen N. Thermal behavior of Ni (99.967% and 99.5% purity) deformed to an ultra-high strain by high pressure torsion. Acta Mater. 2010. V. 58. P. 1698–1707.
  3. Zhang N., Gunderov D., Yang T.T., Cai X.C., Jia P., Shen T.D. Influence of alloying elements on the thermal stability of ultra-fine-grained Ni alloys // J. Mater. Sci. 2019. V. 54. P. 10506–10515.
  4. Koch C.C., Scattergood R.O., Darling K.A., Semones J.E. Stabilization of nanocrystalline grain sizes by solute additions // J. Mater. Sci. 2008. V. 43. P. 7264–7272.
  5. Дегтярев М.В., Воронова Л.М., Губернаторов В.В., Чащухина Т.И. О термической стабильности микрокристаллической структуры в однофазных металлических материалах // ДАН. 2002. Т. 386. № 2. С. 180–183.
  6. Weissmiiller J. Alloy effects in nanostructures // Nanostruct Mater. 1993. V. 3. P. 261–272.
  7. Dudova N., Belyakov A., Kaibyshev R. Recrystallization behavior of a Ni-20%Cr alloy subjected to severe plastic deformation // Mater. Sci. Eng. A. 2012. V. 543. P. 164–172.
  8. Voronova L.M., Degtyarev M.V., Chashchukhina T.I., Krasnoperova Yu.G., Resnina N.N. Effect of dynamic recovery on structure formation in nickel upon high-pressure torsion and subsequent annealing // Mater. Sci. Eng. A. 2015. V. 639. Р. 155–164.
  9. Карамышев К.Ю. Термическая стабильность субмикрокристаллической структуры, сформированной методом “сдвиг под давлением” в Ni и сплаве Ni-2%Cr // Frontier Mater. & Techn. 2023. № 4. С. 41–51.
  10. Keskar Nachiket, Mani Krishna K.V., Gupta Chiradeep, Singh J.B., Tewari R. The effect of Cr content on the microstructural and textural evolution and the mechanical properties of Ni-Cr binary alloys // Mater. Today Comm. 2022. V. 33. P. 104831.
  11. Родионов Д.П., Гервасьева И.В., Хлебникова Ю.В. Текстурованные подложки из никелевых сплавов. Екатеринбург: РИО УрО РАН, 2012. 110 с.
  12. Ustinovshikov Y. Phase transformations in alloys of the Ni–Cr system // J. Alloys Compounds. 2012. V. 543. P. 227–232.
  13. Чащухина Т.И., Воронова Л.М., Дегтярев М.В., Покрышкина Д.К. Деформация и динамическая рекристаллизация в меди при разной скорости деформирования в наковальнях Бриджмена // ФММ. 2011. Т. 111. № 3. С. 315–324.
  14. Осинников Е.В., Мурзинова С.А., Истомина А.Ю., Попов В.В., Столбовский А.В., Фалахутдинов Р.М. Зернограничная диффузия 57Co в ультрамелкозернистом никеле, полученном интенсивной пластической деформацией // ФММ. 2021. Т. 122. № 10. С. 1049–1053.
  15. Сахаров Н.В., Чувильдеев В.Н. Исследование влияния примесей на первичную рекристаллизацию в чистых металлах // ФММ. 2022. Т. 123. № 8. С. 851–858.
  16. Новиков В.Ю. Вторичная рекристаллизация. М.: Металлургия, 1990. 128 с.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Микроструктура сплавов Ni–12.5Cr (а) и Ni–2Cr (б) после деформации СПД и зависимость среднего размера микрокристаллитов от содержания хрома (в); а, б – темнопольные изображения в рефлексе типа (111)γ, ПЭМ.

Скачать (173KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Влияние легирования хромом на твердость никеля при деформации СПД и последующем отжиге.

Скачать (205KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Микроструктура никеля (а) и сплава Ni–2Cr (б) после деформации СПД и отжига при 200°С, 1 ч; а – EBSD-карта зерен в произвольных цветах, СЭМ; б – темнопольное изображение в рефлексе типа (111)γ, ПЭМ.

Скачать (234KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Микроструктура (а, в) и гистограмма распределения зерен по углам разориентировки (б) сплава Ni–2Cr и микроструктура сплавов Ni–5Cr (г) и Ni–12.5Cr (д) после деформации СПД и отжига при 300°С, 1 ч; а – EBSD-карта зерен в произвольных цветах, СЭМ; в, г – светлопольные изображения, ПЭМ.

Скачать (501KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Микроструктура сплава Ni–2Cr (а, б), Ni–5Cr (в, г) и Ni–12.5Cr (д) после деформации СПД и отжига при 400°С, 1 ч; а, в – EBSD-карты зерен в произвольных цветах, СЭМ; б, г, д – светлопольные изображения, ПЭМ.

Скачать (646KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Микроструктура сплава Ni–5Cr (а–г) и Ni–12.5Cr (д, е) после деформации СПД и отжига при 500°С (а, б) и 600°С (в–е), 1 ч; а, в, д – EBSD-карты зерен в произвольных цветах, СЭМ, б, г, е – светлопольные изображения, ПЭМ.

Скачать (647KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Влияние легирования хромом на средний размер зерна никеля после СПД-деформации и отжига.

Скачать (150KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Гистограммы распределения зерен по размерам в Ni (а) и сплаве Ni–2Cr (б–г) после деформации СПД и отжига при 200°С (а, б); 300°С (в); 400°С (г).

Скачать (166KB)
Метаданные
10. Рис. 9. Гистограммы распределения зерен по размерам в сплавах Ni–5Cr и Ni–12.5Cr после деформации СПД и отжига при 300–600°С.

Скачать (462KB)
Метаданные