The ternary Ni–Al–AE phase diagrams, where AEs are the main alloying elements of high-temperature cast (γ' + γ) γ'-Ni3Al-based alloys, are analyzed. Principal differences between the solidification schemes in the vicinity of the γ'-Ni3Al and β-NiAl phases and the differences in the characters of the influence of the main AEs at their contents to 10 at % on the phase composition and the structure of multicomponent γ'-Ni3Al-based VKNA-1V, VKNA-25, VKNA-4U, and IM730 alloys are detcted. The structural base of all the alloys are (γ' + γ) dendrites. In the first-type cobalt-free VKNA1V alloys, as well as in IC221M, IC218, IC438, and IC6SX alloys, coarse single-phase γ'-Ni3Al precipitates, which are the degenerate eutectic L\( \rightleftarrows \) (γ' + γ) + γ', form in the interdendritic space. In the second-type cobalt-containing alloys at the same (~17 at %) aluminum content (VKNA-4U, VKNA-25) or in the chromium-containing cobalt-free alloys with an increased (~21 at %) aluminum content (IM730), the following two-phase precipitates form: the nonequilibrium β-NiAl phase, which represents the degenerate L\( \rightleftarrows \) (γ' + β) + β eutectic, forms inside γ'-Ni3Al. The following solid-phase transformations are found to develop intensely in the second-type alloys on heating in the temperature range 1200–1300°C: the dissolution of the β-phase precipitates in the primary γ'-Ni3Al precipitates, the dissolution or a weakening of the interdendritic γ'-phase precipitates, and a change in the morphology and orientations of the γ-phase precipitates in dendrites and the interdendritic space.
This work is a continuation of the studies of the possibility of formation of a one-piece blisk unit for gas turbine engines by solid-phase pressure welding (PW) of a single-crystal [001] Ni3Al-based VKNA-type blade alloy with a wrought EP975 disk nickel superalloy. The influence of the PW temperature at a strain of 10 and 24% on the structure and mechanical properties of welded specimens at room temperature is investigated. An increase in the process temperature by 50°C to 1175°C is shown not to change the structure of the VKNA-25 alloy, and the γ-phase grain sizes in the EP975 alloy increase from 7–8 to 15–18 μm. During tensile tests, the welded specimens fail through the VKNA-25 alloy, and the strength of the welded specimens fabricated at 1175°C is almost twice as high as that of the specimens fabricated by PW at 1125°C at the same strain of the EP975 alloy. Electron backscatter diffraction (EBSD) analysis of the solid-phase bonding zone demonstrates that the VKNA-25 alloy retains its single-crystal structure.
16 November 2020 in Zavodskaya Laboratoriya. Diagnostika Materialov
Исторические стекла представляют собой сложные многокомпонентные системы, которые условно можно смоделировать сведением их состава к трем или четырем важнейшим макрокомпонентам и рассматривать остальные компоненты как добавки. В статье рассмотрен анализ стекол в системе K2O – CaO – SiO2, часть которых наряду с калием содержит натрий, а также микродобавки (оксиды железа, сурьмы, мышьяка, марганца). Исследование данных объектов не предусматривает их вынос за пределы мест музейного хранения, что сильно ограничивает круг используемых методов для их анализа. Продемонстрирована возможность применения портативного рентгенофлуоресцентного анализатора для определения состава исторических стекол, в том числе и объектов культурного наследия, исследовать которые возможно только неразрушающими методами анализа. Рассмотрено определение состава силикатных стекол, не содержащих свинец или с низким его содержанием. Предложенная методика предусматривает использование программ по фундаментальным параметрам с последующим пересчетом содержания элементов на оксиды, что позволяет оценить содержание кислорода в образце. Содержание остальных легких элементов, которые не удается определить с использованием данного прибора (Z < 13), находят следующим образом. Из литературы известно, что исследуемые объекты не содержат литий, бор, углерод, азот и фтор. Магний в состав исторических стекол специально не вводили: он попадал в них только как примесь к известняку или поташу. Это позволяет лишь полуколичественно оценить содержание магния по определенному экспериментально содержанию калия и кальция и пересчитать его на оксид. Содержание оксида натрия в стекле мы находим по разности, вычитая из 100 % содержание всех оксидов. Хотя такая методика позволяет лишь оценить содержание натрия в стекле, она важна при ответе на вопрос, вводили ли натрий в стекло специально или он попадал в него в виде примеси в поташе.
A material plastic flow finite-element modeling during pressure welding (PW) of two-element and three-element samples was carried out for dissimilar wrought (EP975) and cast intermetallic (VKNA-type) alloys at 1125°C and 10-4 s-1 initial strain rate. The finite-element modeling was performed in a two-dimensional set-up (plane strain). In the two-element samples case, the top element was ultrafine grained EP975 and the bottom one was VKNA-25. The top and bottom elements of the three-element samples were made from VKNA-25 while the intermediate element was ultrafine-grained EP975. The geometry in the X and Y directions were 40.5 and 5 mm for the EP975 samples and 40.5 and 3 mm for the VKNA-25 samples respectively. Experiments on PW intermetallic Ni3Al alloy and heat-resistant nickel alloy EP975 with ultrafine-grained (UFG) structure were carried out. Samples were parallelepipeds of size 10x40x3 mm3 and 10x40x5 mm3 respectively. PW was carried out at 1125 ˚C. Several combinations of welded sample surfaces with flat and grooved relief were considered. The relief made on both welded surfaces was equivalent to increase of friction between them. This results in a shear deformation reduction near the contact surfaces and degrades the welding quality as compared to the flat surfaces conventional welding. Relief applied only to one of the elements being welded results in a more efficient welding process since active deformation zones are created in the central zone, where in the other samples stagnant zones are observed. There are no deformation peculiarities in PW of the three-element samples, compared to two-element sample.