Page 92 - Zmist-n4-2015

Ô³çèêî-õ³ì³÷íà ìåõàí³êà ìàòåð³àë³â. – 2015. – ¹ 4. – Physicochemical Mechanics of Materials

УДК 620.178.4: 669.14.018
ОЦІНЮВАННЯ ВПЛИВУ ВОДНЮ НА МЕХАНІЧНІ
ХАРАКТЕРИСТИКИ СКЛАДНОЛЕГОВАНОГО
НІКЕЛЕВОГО СПЛАВУ

О. І. БАЛИЦЬКИЙ, В. М. МОЧУЛЬСЬКИЙ, Л. М. ІВАСЬКЕВИЧ
Фізико-механічний інститут ім. Г. В. Карпенка НАН України, Львів

Досліджено вплив водню за тиску до 30 MPa та вмісту до 20 wppm на міцність, плас-
тичність, малоциклову довговічність, короткочасну та довготривалу статичну тріщи-
ностійкість п’яти модифікацій сплаву Ni56Cr17Mo6Nb4 (ХН56МБЮД) (ЕК-62), які
відрізняються способами металургійного переплаву, хімічним складом та режимами
термічної обробки. Встановлено, що в’язкість руйнування у повітрі та водні знижу-
ється зі зменшенням зерна і зростанням границі текучості та твердості НRC, що дає
можливість прогнозувати зміни тріщиностійкості за вимірюваннями твердості по-
верхні деталей під час експлуатації у водні. Оптимальне поєднання високої міцнос-
ті, пластичності, короткочасної та довготривалої статичної тріщиностійкості у повітрі
та водні досягнуто у легованої бором (0,005 mass.%) та цирконієм (0,044 mass.%) мо-
дифікації. За випробувань на довготривалу статичну тріщиностійкість на базі 100 h
встановлено інваріантні характеристики тріщиностійкості – порогові значення K ІHST
1/2
рівні 15…35 MPa·m для різних модифікацій сплаву.
Ключові слова: пластичність, довговічність, короткочасна і довготривала ста-
тична тріщиностійкість, водневе окрихчення, жароміцний нікелевий сплав.
Щоб підвищити коефіцієнт корисної дії водневих газових турбін та газотур-
бінних двигунів, використовують нові жароміцні складнолеговані нікелеві спла-
ви з високим опором пластичній деформації та руйнуванню в умовах впливу ро-
бочих температур й агресивних воденьвмісних середовищ [1–7]. Чутливість та-
ких матеріалів до дії водню залежить від розміру зерна, вмісту і морфології зміц-
нювальних фаз, які визначаються хімічним складом, методами виплавки та режи-
мами термічної обробки [1–8].
Тому актуальними є дослідження закономірностей впливу водню на меха-
нічні властивості жароміцного нікелевого сплаву із різними технологіями вироб-
ництва і режимами термічної обробки за короткочасного розтягу, малоциклового
згину, короткочасного та довготривалого статичного навантажень.
Матеріали та методика випробувань. Досліджували п’ять модифікацій
нікелевого жароміцного сплаву Ni56Cr17Mo6Nb4 (ХН56МБЮД) (ЕК-62) із різ-
ними хімічними складами (ХС) (табл. 1) та режимами термічної обробки (ТО)
(табл. 2), отриманих двома промисловими методами виплавки: вакуумно-індук-
ційною (ВІ) і дуговою у відкритих печах з подальшим вакуумно-дуговим пере-
плавом (ВД). Модифікації відрізнялись вмістом бору, лантану, ітрію, церію, цир-
конію, титану, алюмінію та ніобію, які визначають кількість і морфологію виді-
лень карбідів та інтерметалідів і властивості матеріалів у повітрі та водні [1–4, 8, 9].
Всі модифікації леговані міддю, яка підсилює воднетривкість дисперсійно
твердких жароміцних нікелевих сплавів, змінюючи їх електронну густину і через
неї стан поверхні та швидкість проникнення водню із газового середовища [8].

Контактна особа: О.І. БАЛИЦЬКИЙ, e-mail: balitski@ipm.lviv.ua

91