RU2786768C1 - Refractory high-entropy alloy with bcc-b2 structure - Google Patents
Refractory high-entropy alloy with bcc-b2 structure Download PDFInfo
- Publication number
- RU2786768C1 RU2786768C1 RU2022104167A RU2022104167A RU2786768C1 RU 2786768 C1 RU2786768 C1 RU 2786768C1 RU 2022104167 A RU2022104167 A RU 2022104167A RU 2022104167 A RU2022104167 A RU 2022104167A RU 2786768 C1 RU2786768 C1 RU 2786768C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- alloy
- temperature
- bcc
- alloys
- strength
- Prior art date
Links
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 40
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims abstract description 40
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 18
- 229910000601 superalloy Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 5
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 5
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 5
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 5
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 5
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 4
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 4
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001257 Nb alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000002547 anomalous effect Effects 0.000 description 2
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 229910016952 AlZr Inorganic materials 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 239000003779 heat-resistant material Substances 0.000 description 1
- 239000001995 intermetallic alloy Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005482 strain hardening Methods 0.000 description 1
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 238000010313 vacuum arc remelting Methods 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области металлургии, и может быть использовано для производства элементов и деталей конструкций, работающих в условиях высоких температур в авиационных и ракетных двигателях.The invention relates to the field of metallurgy, and can be used for the production of structural elements and parts operating at high temperatures in aircraft and rocket engines.
На сегодняшний день в качестве жаропрочных материалов широкое применение нашли суперсплавы на основе никеля, железа и кобальта. Такие сплавы используют при температуре выше 650°С, сплавы обладают высокой прочностью и стабильностью структуры. Более 60 лет научные и инженерные усилия направлены на увеличение производительности и эффективности суперсплавов, однако возможные способы легирования этих сплавов давно исчерпаны и рабочие температуры принципиально ограничены температурой плавления основного элемента. Перспективной альтернативой являются активно исследуемые в последнее десятилетие так называемые высокоэнтропийные сплавы. Существующие экспериментальные данные показывают, что высокоэнтропийные сплавы могут обладать высокими эксплуатационными характеристиками, необходимыми для авиационной и ракетной отраслей промышленности. Большинство зарегистрированных ВЭСов имеют однофазную структуру, однако механические свойства таких сплавов сложно контролировать [Senkov et al. Development and exploration of refractory high entropy alloys—A review, Journal of Materials Research, 2018, v. 33, p. 3092-3128]. На примере никелевых суперсплавов показано, что получение сбалансированных свойств можно добиться за счет образования когерентной структуры [Reed et al. The superalloys: fundamentals and applications, 2006, p. 1-372]. На основе данной концепции был создан большой класс материалов – высокоэнтропийные суперсплавы [Senkov et al. Effect of aluminum on the microstructure and properties of two refractory high-entropy alloys, Acta Materialia, 2014, v. 68, p. 214-228]. Некоторые из этих сплавов показывают высокую прочность наряду с высокой пластичностью. Такие характеристики обеспечивает ОЦК матрица и когерентные В2 частицы. Однако большинство Al-содержащих высокоэнтропийных суперсплавов состоят из упорядоченной матрицы B2 и ОЦК частиц, что делает эти сплавы прочными, однако хрупкими. Но главной проблемой таких сплавов является низкая стабильность микроструктуры: при Т > 700 °С происходит укрупнение, растворение или разупорядочение (Al, Zr)-обогащенных В2 частиц и выделение дополнительных интерметаллидных соединений [Soni et al. Phase stability as a function of temperature in a refractory high-entropy alloy, Materials Research Letters, 2018; v. 33, p. 3235–3246].To date, superalloys based on nickel, iron, and cobalt have found wide application as heat-resistant materials. Such alloys are used at temperatures above 650°C, the alloys have high strength and structural stability. For more than 60 years, scientific and engineering efforts have been aimed at increasing the productivity and efficiency of superalloys, but the possible ways of alloying these alloys have long been exhausted and operating temperatures are fundamentally limited by the melting point of the main element. A promising alternative is the so-called high-entropy alloys, which have been actively studied in the last decade. Existing experimental data show that high entropy alloys can provide the high performance required for the aviation and missile industries. Most of the recorded HEAs have a single-phase structure; however, the mechanical properties of such alloys are difficult to control [Senkov et al. Development and exploration of refractory high entropy alloys—A review, Journal of Materials Research, 2018, v. 33, p. 3092-3128]. Using nickel superalloys as an example, it has been shown that obtaining balanced properties can be achieved through the formation of a coherent structure [Reed et al. The superalloys: fundamentals and applications, 2006, p. 1-372]. Based on this concept, a large class of materials has been created - high-entropy superalloys [Senkov et al. Effect of aluminum on the microstructure and properties of two refractory high-entropy alloys, Acta Materialia, 2014, v. 68, p. 214-228]. Some of these alloys show high strength along with high ductility. Such characteristics are provided by the bcc matrix and coherent B2 particles. However, most Al-containing high-entropy superalloys are composed of an ordered matrix of B2 and bcc particles, which makes these alloys strong but brittle. But the main problem of such alloys is the low stability of the microstructure: at T > 700°C, coarsening, dissolution, or disordering of (Al, Zr)-rich in B2 particles and the release of additional intermetallic compounds occur [Soni et al. Phase stability as a function of temperature in a refractory high-entropy alloy, Materials Research Letters, 2018; v. 33, p. 3235–3246].
За счет изменения подхода в разработке высокоэнтропийных суперсплавов, можно получить сплавы с рабочей температурой ≥1200 °C. Прочность металлических сплавов обычно резко снижается при температуре плавления выше 0,6Tпл (Tпл - абсолютная температура плавления), поэтому сплавы с более высокой температурой плавления имеют более высокие рабочие температуры. В нескольких работах сообщалось о бинарных B2 соединениях CoTi, CoZr и CoHf с высокой температурой плавления, имеющих высокую пластичность [Takasugi et al. Anomalous temperature dependence of the yield strength in IVa-VIII intermetallic compounds with B2 structure, J. Mater. Sci., 1991, v. 26, p. 2941–2948; Yamaguchi et al. Room-temperature tensile property and fracture behavior of recrystallized B2-type CoZr intermetallic compound, Scr. Mater., 2005, v. 52, p. 39–44; Agnew et al. Determination of the dislocation-based mechanism(s) responsible for the anomalous ductility of a class of B2 intermetallic alloys, IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng., 2019 p. 580]. Однако данные соединения имеют низкий предел текучести. Значительного упрочнения можно добиться за счет введения более твердой ОЦК фазы, состоящей из элементов 5 и 6 групп таблицы Менделеева. By changing the approach in the development of high-entropy superalloys, it is possible to obtain alloys with an operating temperature of ≥1200 °C. The strength of metal alloys usually decreases sharply at a melting point above 0.6Tmelt ( Tmelt is the absolute melting point), so alloys with a higher melting point have higher operating temperatures. Several papers have reported binary B2 compounds of CoTi, CoZr and CoHf with high melting point and high ductility [Takasugi et al. Anomalous temperature dependence of the yield strength in IVa-VIII intermetallic compounds with B2 structure, J. Mater. Sc., 1991, v. 26, p. 2941–2948; Yamaguchi et al. Room-temperature tensile property and fracture behavior of recrystallized B2-type CoZr intermetallic compound, Scr. Mater., 2005, v. 52, p. 39–44; Agnew et al. Determination of the dislocation-based mechanism(s) responsible for the anomalous ductility of a class of B2 intermetallic alloys, IOP Conf. Ser. mater. sci. Eng., 2019 p. 580]. However, these compounds have a low yield strength. Significant hardening can be achieved by introducing a harder bcc phase, consisting of elements of
В патенте KR20200093826 (A) (дата публикации 2020-08-06) описан сплав Ti25Zr25Nb30Al20 (ат.%), имеющий ОЦК-B2 структуру. Данный сплав показывает высокую пластичность около 30% при сохранении высокой прочности около 1400 МПа при комнатной температуре и стабильную структуру в интервале температур 1300-1600°С. Однако информация о механических свойствах при высоких температурах отсутствует. Также отклонение от рассчитанного соотношения элементов может привести к образованию интерметаллидных соединений, что значительно ухудшит механические свойства сплава. Patent KR20200093826 (A) (publication date 2020-08-06) describes an alloy Ti 25 Zr 25 Nb 30 Al 20 (at.%) having a bcc-B2 structure. This alloy shows a high ductility of about 30% while maintaining a high strength of about 1400 MPa at room temperature and a stable structure in the temperature range of 1300-1600°C. However, there is no information on mechanical properties at high temperatures. Also, a deviation from the calculated ratio of elements can lead to the formation of intermetallic compounds, which will significantly worsen the mechanical properties of the alloy.
Был исследован сплав Nb40Ti25Al15V10Ta5Hf3W2 (ат.%), имеющий также ОЦК-B2 структуру. Пластичный при комнатной температуре, он показывает невысокую прочность (σYS = 237 МПа) при 1000°С. Также стабильность структуры данного сплава до конца не изучена [Pang et al. A ductile Nb40Ti25Al15V10Ta5Hf3W2 refractory high entropy alloy with high specific strength for high-temperature applications, Materials Science & Engineering A, 2022, v. 831, p. 142290]. We studied the Nb 40 Ti 25 Al 15 V 10 Ta 5 Hf 3 W 2 (at.%) alloy, which also has a bcc-B2 structure. Plastic at room temperature, it shows low strength (σ YS = 237 MPa) at 1000°C. Also, the stability of the structure of this alloy is not fully understood [Pang et al. A ductile Nb 40 Ti 25 Al 15 V 10 Ta 5 Hf 3 W 2 refractory high entropy alloy with high specific strength for high temperature applications, Materials Science & Engineering A, 2022, v. 831, p. 142290].
Высокую прочность и пластичность при комнатной температуре показывает сплав Al10Nb15Ta5Ti30Zr40 на основе ОЦК-B2 структуры, предел текучести равен 1075 МПа и пластичность 60 %. При температуре 600-750°С происходит образование частиц AlZr2, что приводит к значительному разупрочнению. Предел текучести сплава при температуре 1000 °С составляет 45МПа [Soni et al. Phase stability and microstructure evolution in a ductile refractory high entropy alloy Al10Nb15Ta5Ti30Zr40, Materialia, 2020, v. 9, p. 100569].Al 10 Nb 15 Ta 5 Ti 30 Zr 40 based on the BCC-B2 structure shows high strength and ductility at room temperature, the yield strength is 1075 MPa and the ductility is 60%. At a temperature of 600-750°C, the formation of AlZr 2 particles occurs, which leads to significant softening. The yield strength of the alloy at 1000°C is 45MPa [Soni et al. Phase stability and microstructure evolution in a ductile refractory high entropy alloy Al 10 Nb 15 Ta 5 Ti 30 Zr 40 , Materialia, 2020, v. 9, p. 100569].
За прототип был выбран тугоплавкий высокоэнтропийный сплав Nb30Mo30Hf20Co20. Данный сплав содержит 30 ат.% ниобия, 30 ат.% молибдена, 20 ат.% гафния, 20 ат.% кобальта. Сплав обладает высокими механическими свойствами при комнатной температуре и стабильной структурой при Т ≥ 1200°С. Основным недостатком является низкая прочность при температуре 1000°С [Yurchenko et al. Refractory high entropy alloy with ductile intermetallic B2 matrix / hard bcc particles and exceptional strain hardening capacity, Materialia, 2021, v. 20, p. 101225].A refractory high-entropy alloy Nb 30 Mo 30 Hf 20 Co 20 was chosen as a prototype. This alloy contains 30 at.% niobium, 30 at.% molybdenum, 20 at.% hafnium, 20 at.% cobalt. The alloy has high mechanical properties at room temperature and a stable structure at T ≥ 1200°C. The main disadvantage is the low strength at 1000°C [Yurchenko et al. Refractory high entropy alloy with ductile intermetallic B2 matrix / hard bcc particles and exceptional strain hardening capacity, Materialia, 2021, v. 20, p. 101225].
Технической задачей изобретения является создание тугоплавкого высокоэнтропийного сплава с высокими прочностными характеристиками при температуре 1000°С, обладающего достаточной пластичностью при комнатной температуре и стабильной структурой при температуре 1200°С. The technical objective of the invention is to create a refractory high-entropy alloy with high strength characteristics at a temperature of 1000°C, with sufficient ductility at room temperature and a stable structure at a temperature of 1200°C.
Технический результат – высокие прочностные характеристики предложенного сплава: от 395 до 460 МПа при 1000°С, с достаточной пластичностью при комнатной температуре не менее 5%, а также стабильной структурой при температуре 1200 °С. EFFECT: high strength characteristics of the proposed alloy: from 395 to 460 MPa at 1000°C, with sufficient plasticity at room temperature of at least 5%, as well as a stable structure at a temperature of 1200°C.
Технический результат достигается путем предложенного тугоплавкого высокоэнтропийного сплава NbxMoxHf50-xCo50-x, где x принимает значения 12,5 или 37,5 (ат.%).The technical result is achieved by the proposed refractory high-entropy alloy Nb x Mo x Hf 50-x Co 50-x, where x is 12.5 or 37.5 (at.%).
Изобретение характеризуется изображениями, представленными на фигурах:The invention is characterized by the images shown in the figures:
фиг. 1 - микроструктура сплава Nb5Mo5Hf45Co45 в литом (а) и отожжённом состоянии после отжига при 1200°С в течение 24 часов (б), полученная с использованием растрового электронного микроскопа FEI Quanta 600 FEG;fig. 1 - microstructure of the Nb 5 Mo 5 Hf 45 Co 45 alloy in the cast (a) and annealed state after annealing at 1200°C for 24 hours (b), obtained using an FEI Quanta 600 FEG scanning electron microscope;
фиг. 2 - микроструктура сплава Nb12,5Mo12,5Hf37,5Co37,5 в литом (а) и отожжённом состоянии после отжига при 1200°С в течение 24 часов (б), полученная с использованием растрового электронного микроскопа FEI Quanta 600 FEG;fig. 2 - microstructure of the Nb 12.5 Mo 12.5 Hf 37.5 Co 37.5 alloy in the cast (a) and annealed state after annealing at 1200°C for 24 hours (b), obtained using an FEI Quanta
фиг. 3 - микроструктура сплава Nb37,5Mo37,5Hf12,5Co12,5 в литом (а) и отожжённом состоянии после отжига при 1200°С в течение 24 часов (б), полученная с использованием растрового электронного микроскопа FEI Quanta 600 FEG;fig. 3 - microstructure of the Nb 37.5 Mo 37.5 Hf 12.5 Co 12.5 alloy in the cast (a) and annealed state after annealing at 1200°C for 24 hours (b), obtained using an FEI Quanta
фиг. 4 - Таблица 1 - Сравнительные характеристики образцов сплавов.fig. 4 - Table 1 - Comparative characteristics of samples of alloys.
Заявленное изобретение соответствует условиям новизна и изобретательский уровень, т. к. из уровня техники не известно, что сплав NbxMoxHf50-xCo50-x, где x принимает значения 12,5 или 37,5, обеспечивает высокие прочностные характеристики: от 395 до 460 МПа при 1000°С, с достаточной пластичностью при комнатной температуре не менее 5%, а также стабильной структурой при температуре 1200°С, и предположение, что такое соотношение элементов может дать возможность получить заявленный технический результат, для специалиста явным образом не следует из уровня техники. The claimed invention meets the conditions of novelty and inventive step, since it is not known from the prior art that the Nb x Mo x Hf 50-x Co 50-x alloy, where x takes the values of 12.5 or 37.5, provides high strength characteristics : from 395 to 460 MPa at 1000°C, with sufficient plasticity at room temperature of at least 5%, as well as a stable structure at a temperature of 1200°C, and the assumption that such a ratio of elements can make it possible to obtain the claimed technical result is obvious to a specialist way does not follow from the prior art.
Соответствие условию промышленной применимости изобретения подтверждают приведенные ниже примеры осуществления.Compliance with the condition of industrial applicability of the invention is confirmed by the following examples of implementation.
Образцы сплава по изобретению NbxMoxHf50-xCo50-x, где x принимает значения 5, 12,5 или 37,5 (ат.%), были изготовлены методом вакуумно-дугового переплава.Samples of the alloy according to the invention Nb x Mo x Hf 50-x Co 50-x where x takes the values of 5, 12.5 or 37.5 (at.%), were made by vacuum arc remelting.
Сплавление высокочистых (≥99,9 ат.%) шихтовых материалов осуществляли в среде аргона в водоохлаждаемой медной изложнице. Время поддержания расплава в жидком состоянии - не более 20 секунд. Полученные слитки переплавляли 5 раз для получения однородного распределения элементов по объему.Fusion of high-purity (≥99.9 at.%) charge materials was carried out in an argon atmosphere in a water-cooled copper mold. The time for maintaining the melt in a liquid state is no more than 20 seconds. The resulting ingots were remelted 5 times to obtain a uniform distribution of elements over the volume.
Образцы подвергали отжигу при температуре 1200°С в течение 24 часов в муфельной печи Nabertherm. Для предотвращения окисления сплава в процессе отжига слитки предварительно запаивали в кварцевую трубку с давлением ~1,3 Па.The samples were annealed at 1200°C for 24 hours in a Nabertherm muffle furnace. To prevent oxidation of the alloy during annealing, the ingots were pre-soldered into a quartz tube at a pressure of ~1.3 Pa.
Для проведения микроструктурных исследований и испытаний для изучения механических свойств из слитков электроэрозионным методом были вырезаны образцы 4х4х6 мм. В полученных слитках отсутствовали макродефекты структуры: раковины, трещины, поры.To conduct microstructural studies and tests to study the mechanical properties, 4x4x6 mm samples were cut from ingots by the electroerosive method. There were no structural macrodefects in the obtained ingots: shells, cracks, pores.
Микроструктура исследована с использованием растрового электронного микроскопа FEI Quanta 600 FEG. Механические испытания проведены на разрывной машине Instron 5882 в соответствии с ГОСТ 8817-82. Металлы. Метод испытания на осадку.The microstructure was studied using an FEI Quanta 600 FEG scanning electron microscope. Mechanical tests were carried out on an Instron 5882 tensile testing machine in accordance with GOST 8817-82. Metals. Draft test method.
Примеры осуществления изобретения.Examples of the invention.
Пример 1.Example 1
Для проведения исследования используют сплав Nb5Mo5Hf45Co45, со следующим соотношением компонентов, ат.%: 5 ниобия, 5 молибдена, 45 гафния, 45 кобальта, который имеет двухфазную ОЦК-B2 структуру. Можно отметить, что после отжига значительных изменений в микроструктуре не наблюдается. Такое соотношение элементов позволяет получить стабильную структуру (фиг. 1) и значения пластичности превышающие соответствующие значения у прототипа. Значение предела текучести при комнатной температуре составляет 640 МПа, пластичности 16 %. Значение предела текучести при температуре 1000°С составляет 365 МПа, пластичности >50% (фиг.4). Так как значение прочности при температуре испытания 1000°С не превышает значение прочности сплава-прототипа при той же температуре, технический результат не достигнут.For the study, an Nb alloy is usedfiveMofivehf45co45, with the following ratio of components, at.%: 5 niobium, 5 molybdenum, 45 hafnium, 45 cobalt, which has a two-phase bcc-B2 structure. It can be noted that no significant changes in the microstructure are observed after annealing. This ratio of elements allows you to get a stable structure (Fig. 1) and plasticity values exceeding the corresponding values of the prototype. The value of the yield strength at room temperature is 640 MPa,
Пример 2.Example 2
Для проведения исследования используют сплав Nb12,5Mo12,5Hf37,5Co37,5, имеющий следующее соотношение компонентов, ат.%: 12,5 ниобия, 12,5 молибдена, 37,5 гафния, 37,5 кобальта, который имеет двухфазную ОЦК-B2 структуру. Такое соотношение элементов позволяет получить стабильную структуру (фиг. 2), а также значения прочности и пластичности при температурах от 600 до 1000°С, выше чем у прототипа. Значение предела текучести при комнатной температуре составляет 1155 МПа, пластичности 10%. Значение предела текучести при температуре 1000°С составляет 395 МПа, пластичности >50%.(фиг. 4)For the study, an Nb 12.5 Mo 12.5 Hf 37.5 Co 37.5 alloy is used, having the following ratio of components, at.%: 12.5 niobium, 12.5 molybdenum, 37.5 hafnium, 37.5 cobalt , which has a two-phase bcc-B2 structure. This ratio of elements allows to obtain a stable structure (Fig. 2), as well as the values of strength and ductility at temperatures from 600 to 1000°C, higher than that of the prototype. The value of the yield strength at room temperature is 1155 MPa, ductility 10%. The value of the yield strength at a temperature of 1000°C is 395 MPa, ductility >50%. (Fig. 4)
Пример 3.Example 3
Для проведения исследования используют сплав Nb37,5Mo37,5Hf12,5Co12,5, имеющий следующее соотношение компонентов, ат.%: 37,5 ниобия, 37,5 молибдена, 12,5 гафния, 12,5 кобальта, который имеет двухфазную ОЦК-B2 структуру. Такое соотношение элементов позволяет получить стабильную структуру (фиг. 3), а также значение прочности при температурах от 22 до 1000°С, выше чем у прототипа. Значение предела текучести при комнатной температуре составляет 1280 МПа, пластичности 5%. Значение предела текучести при температуре 1000°С составляет 460 МПа, пластичности >50% (фиг. 4).For the study, an Nb alloy is used37.5Mo37.5hf12.5co12.5, having the following ratio of components, at.%: 37.5 niobium, 37.5 molybdenum, 12.5 hafnium, 12.5 cobalt, which has a two-phase bcc-B2 structure. This ratio of elements allows to obtain a stable structure (Fig. 3), as well as the strength value at temperatures from 22 to 1000°C, higher than that of the prototype. The value of the yield strength at room temperature is 1280 MPa,
Таким образом, заявленный технический результат – высокие прочностные характеристики: от 395 до 460 МПа при 1000°С, с достаточной пластичностью при комнатной температуре не менее 5%, а также стабильной структурой при температуре 1200°С, сплава NbxMoxHf50-xCo50-x, где x принимает значения 12,5 или 37,5 (ат.%), достигнут.Thus, the claimed technical result is high strength characteristics: from 395 to 460 MPa at 1000°C, with sufficient ductility at room temperature of at least 5%, as well as a stable structure at a temperature of 1200°C, Nb x Mo x Hf 50- x Co 50-x, where x takes on the values of 12.5 or 37.5 (at.%), is reached.
Claims (1)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2786768C1 true RU2786768C1 (en) | 2022-12-26 |
Family
ID=
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2009248C1 (en) * | 1992-05-07 | 1994-03-15 | Научно-производственное предприятие "Гамма" | Magnetic core for use in weak magnetic fields and method for production thereof |
US10472702B2 (en) * | 2016-06-22 | 2019-11-12 | National Tsing Hua University | High-entropy superalloy |
KR102180486B1 (en) * | 2018-03-20 | 2020-11-19 | 더 스와치 그룹 리서치 앤 디벨롭먼트 엘티디 | High entropy alloy for external components |
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2009248C1 (en) * | 1992-05-07 | 1994-03-15 | Научно-производственное предприятие "Гамма" | Magnetic core for use in weak magnetic fields and method for production thereof |
US10472702B2 (en) * | 2016-06-22 | 2019-11-12 | National Tsing Hua University | High-entropy superalloy |
KR102180486B1 (en) * | 2018-03-20 | 2020-11-19 | 더 스와치 그룹 리서치 앤 디벨롭먼트 엘티디 | High entropy alloy for external components |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Yurchenko N., et al. Refractory high entropy alloy with ductile intermetallic B2 matrix / hard bcc particles and exceptional strain hardening capacity, Materialia, 2021, v. 20, p. 101225. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102403029B1 (en) | Precipitation hardenable cobalt-nickel based superalloys and articles made therefrom | |
US20140010701A1 (en) | Titanium aluminide alloys | |
Yan et al. | Fabrication of highly compact Inconel 718 alloy by spark plasma sintering and solution treatment followed by aging | |
EP2479302A1 (en) | Ni-based heat resistant alloy, gas turbine component and gas turbine | |
JP2008069455A (en) | Nitride reinforced cobalt-chromium-iron-nickel alloy | |
JP6826879B2 (en) | Manufacturing method of Ni-based super heat-resistant alloy | |
US6409848B1 (en) | Creep resistant Nb-silicide based multiphase composites | |
US2996379A (en) | Cobalt-base alloy | |
JPH06145854A (en) | Alumina nickel single crystal alloy composition and its preparation | |
JPH03226538A (en) | Ti-al base heat resistant alloy and its manufacture | |
JP6030250B1 (en) | Niobium silicide matrix composite and high-temperature parts and high-temperature heat engine using the same | |
RU2786768C1 (en) | Refractory high-entropy alloy with bcc-b2 structure | |
JP5162492B2 (en) | Ni-based intermetallic alloy with high hardness | |
RU2694098C1 (en) | Method of producing semi-finished products from high-strength nickel alloys | |
JP2019516015A (en) | Ferrite alloy | |
CN114807714B (en) | Zr-rich high-entropy alloy and preparation method thereof | |
JP5854497B2 (en) | Nb-Si heat resistant alloy | |
JP4276853B2 (en) | Niobium-based composite material | |
RU2624562C1 (en) | METHOD OF PRODUCING BILLETS FROM ALLOYS BASED ON INTERMETALLIDES OF Nb-Al SYSTEM | |
US20240384375A1 (en) | Composition for and Method of Making a Nickel-based Alloy | |
US20240110261A1 (en) | TiAl ALLOY, TiAl ALLOY POWDER, TiAl ALLOY COMPONENT, AND PRODUCTION METHOD OF THE SAME | |
RU2771192C9 (en) | Cobalt-based alloy powder, cobalt-based alloy sintered body, and method for producing cobalt-based alloy sintered body | |
RU2771192C1 (en) | Powder of a cobalt-based alloy, sintered body made of a cobalt-based alloy, and method for manufacturing a sintered body from a cobalt-based alloy | |
JP4035617B2 (en) | Iridium-based alloy and manufacturing method thereof | |
GB2354257A (en) | A high temperature titanium-aluminium alloy |