Структурные изменения расплавов жаропрочных никелевых сплавов

Аннотация

Расплавы жаропрочных никелевых сплавов сразу же после плавления имеют макрогомогенную, но микронеоднородную структуру. Дальнейший нагрев расплавов вызывает структурные изменения. Кинетика изменений фиксируется на политермах физических свойств: удельного электросопротивления, кинематической вязкости и плотности. Измерения проводились при нагреве и охлаждении. Было исследовано более 50 марок сплавов на основе никеля. Все политермы после нагрева до определенной температуры характеризуются несовпадением прямого и обратного хода – явлением гистерезиса. После нагрева до следующей температуры, определенной для каждого состава сплава, несовпадение ветвей становится максимальным и постоянным. В соответствии с моделью Архарова – Новохатского вблизи температур плавления расплавы состоят из атомных микрогруппировок с ближним порядком и неупорядоченной зоны. Состав атомных скоплений повторяет структуру твердого металла. Поскольку основной основными избыточными фазами в этих сплавах являются интерметаллидные выделения на основе Ni₃(Al, Ti) и карбиды типа MC, то и основа кластеров расплава будет состоять из тех же элементов. Нагрев расплава приводит к уменьшению размеров кластеров и увеличению межкластерного пространства. Нагрев выше второй определенной температуры, зафиксированной в результате изучения физических свойств, приведет к полному распаду атомных группировок. Распределение легирующих элементов выравнивается по всему объему расплава. Жидкий металл становится более равновесным. Такое состояние характеризуется макрогомогенностью и микрооднородностью. На этом эффекте базируются технологии высокотемпературной обработки расплава, существенно повышающие качество металлопродукции.