Многокомпонентные жаропрочные сплавы с ниобием

Abstract

Исследована зеренная структура, фазовый состав и механические свойства многокомпонентных жаропрочных сплавов состава Nb—16Cr—16Al—16Ti—16Me—4Si (% (ат.)), где Ме — Mo или Zr. Показано, что в сплаве Nb—16Cr—16Ti—16Mo—16Al—4Si образуется более 90% (об.) ОЦК твердого раствора на основе Nb. Хром и кремний, имеющие атомные радиусы значительно меньшие, чем у остальных составляющих сплава, формируют свои фазы, которые в сумме составляют до 10% (об.). Введение Zr вместо Mo приводит к значительному изменению соотношения количества и состава образующихся в сплаве фаз, а также его механических свойств. Увеличение несоответствия атомных радиусов компонентов при введении циркония затрудняет получение однофазного ОЦК сплава. Помимо высокой энтропии смешения, на формирование фаз в многокомпонентном сплаве большое влияние оказывает соотношение атомных радиусов компонентов сплава.

Досліджено зеренну структуру, фазовий склад і механічні властивості багатокомпонентних жароміцних сплавів Nb—16Cr—16Al—16Ti—16Me—4Si(% (ат.)), де Ме — Mo або Zr. Показано, що в сплаві Nb—16Cr—16Ti—16Mo—16Al—4Si утворюється понад 90% (об.) ОЦК твердого розчину на основі Nb. Хром і кремній, які мають атомні радіуси значно менші, ніж у інших складових сплаву, утворюють свої фази, які в сумі складають до 10% (об.). Введення Zr замість Mo призводить до значної зміни співвідношення кількості і складу фаз, які утворюються в сплаві, а також його механічних властивостей. Збільшення невідповідності атомних радіусів компонентів при введенні цирконію ускладнює одержання однофазного ОЦК сплаву. Крім високої ентропії змішання, на формування фаз в багатокомпонентному сплаві великий вплив має співвідношення атомних радіусів компонентів сплаву.

In this paper the grain structure, phase composition and mechanical properties of multicomponent, heatproof alloys with composition of Nb—16Cr—16Al—16Ti—16Me—4Si% (at.), where Me is Mo or Zr is investigated. It is shown that the alloy Nb—16Cr—16Ti—16Mo—16Al—4Si is formed of over 90% (vol.) BCC Nb-based solid solution. Chromium and silicon that have a much smaller atomic radii than more closer to each other in size atomic radii of the remaining alloy components form their phases which summary reaches up to 10% (vol.). Insertion Zr instead of Mo leads to a significant change in the ratio of composition and amounts of the phases formed in the alloy, as well as its mechanical properties. The increase in non-compliance with the atomic radii of the components after insertion of zirconium complicates the formation of a single-phase alloy BCC. Besides the high entropy of mixing the formation of phases in a multi-component alloy is greatly influenced by the ratio of the atomic radii of the alloy components.