Microsegregation of Alloying Elements on deformation Structural defects in Granular Nickel Alloy

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Samples cut from a disk blank of Russian granulated nickel-based superalloy VZH178P were tested for tensile strength at room temperature and long-term creep at temperature of 750 °C. Transmission electron microscopy showed that, in both cases, stacking faults and microtwins formed during plastic deformation of the alloy. During long-term creep at 750 °C, the alloying elements Cr, Co, Mo, and W segregate on the stacking faults, leading first to the formation of Suzuki atmospheres and then to the nucleation and growth of TCP particles with stoichiometry (Co,Cr)3(Mo,W).

About the authors

I. L. Svetlov

NRC «KURCHATOV INSTITUTE» ALL-RUSSIAN SCIENTIFIC RESEARCH INSTITUTE OF AVIATION MATERIALS

Email: mkarashaev16@mail.ru
MOSCOW, 105005 Russia

D. V. Zaitsev

NRC «KURCHATOV INSTITUTE» ALL-RUSSIAN SCIENTIFIC RESEARCH INSTITUTE OF AVIATION MATERIALS

Email: mkarashaev16@mail.ru
MOSCOW, 105005 Russia

M. M. Karashaev

NRC «KURCHATOV INSTITUTE» ALL-RUSSIAN SCIENTIFIC RESEARCH INSTITUTE OF AVIATION MATERIALS

Email: mkarashaev16@mail.ru
MOSCOW, 105005 Russia

A. I. Epishin

The Institute of Structural Macrokinetics, Russian Academy of Sciences

Email: mkarashaev16@mail.ru
Chernogolovka Moscow Region, 142432 Russia

N. V. Petrushin

NRC «KURCHATOV INSTITUTE» ALL-RUSSIAN SCIENTIFIC RESEARCH INSTITUTE OF AVIATION MATERIALS

Author for correspondence.
Email: mkarashaev16@mail.ru
MOSCOW, 105005 Russia

References

  1. Vorontsov V.A., Kovarik L., Mills M.J., Rae C.M.F. High-resolution electron microscopy of dislocation ribbons in a CMSX-4 superalloy single crystal // Acta Mater. 2012. V. 60. P. 4866–4878.
  2. Smith T.M., Esser B.D., Antolin N., Viswanatan G.B., Hanlon T., Wessman A., Windl M.D., McComb D.W., Mills M.J. Segregation and η phase formation along stacking faults during creep at intermediate temperatures in Ni-base superalloys // Acta Mater. 2015. V. 100. P. 19‒31.
  3. Viswanathan G.B., Sarosi P.M., Henry M.F., Whitis D.D., Milligan W.W., Mills M.J. Investigation of creep deformation mechanisms at intermediate temperatures in René 88 DT // Acta Mater. 2005. V. 53. P. 3041–3057.
  4. Рогожкин С.В., Бер Л.Б., Никитин А.А., Хомич А.А., Разницын А., Лукьянчук А.А., Шутов А.С. Карашаев М.М., Залужный А.Г. Исследование гранулированного никелевого сплава методом атомно-зондовой томографии // ФММ. 2020. Т. 121. № 1. С. 1‒12.
  5. Бер Л.Б., Рогожкин С.В., Хомич А.А., Залужный А.Г. Распределение атомов легирующих элементов между частицами γ- и γ'-фаз в жаропрочном никелевом сплаве // ФММ. 2022. Т. 123. № 2. С. 177‒191.
  6. Unocic R.R., Vismanathan G.B., Sarosi P.M., Karthikeyan S., Mills J.L. Mechanisms of creep deformation in polycrystalline Ni-base disk superalloy // Mater. Sci. Eng. A. 2008. V. 483–484. P. 25‒32.
  7. Lilensten L. Antonov S., Gault B., Tin S., Kontis P. Enhanced creep performance in a polycrystalline superalloy driven by atomic-scale phase transformation along planar faults // Acta Mater. 2021. V. 202. P. 232‒242.
  8. Egan A.J., Xue F., Rao Y., Sparks G., Marquis E., Ghazisaeidi M., Tin S., Mills M.J. Local phase transformation strengthening at microtwin boundaries in nickel based superalloy // Acta Mater. 2022. V. 238. 118206. https://doi.org/j.actamat.2022.118206
  9. Kovarik L., Unocic R.R., Li Ju., Sarosi P., Shen C., Wang Y., Mills M.J. Microtwinning and other shearing mechanisms at intermediate temperatures in Ni-based superalloys // Progress in Mater. Sci. 2009. V. 54. P. 839–873.
  10. Smith T.M., Gabb T.P., Wertz K.N., Evans L.J., Egan A.J., Mills M.J. Enhancing the creep strength of next-generation disk superalloys via local phase transformation strengthening // Superalloys 2020. Pennsylvania: Minerals, Metals, Materials Series. P. 726–736.
  11. Smith T.M., Zarkevich N.F., Egan A.J., Stuckner J., Gabb T.P., Lawson J.W., Mills M.J. Utilizing local phase transformation strengthening for nickel-base superalloys // Comm Mater. 2021. V. 2. Art. 106. P. 1–9.
  12. Lilensten L., Kurnsteiner P., Mianroodi J.R., Cervellon A., Moverare J., Segersall M., Antonov S., Kontis P. Segregation of solutes at dislocation: a new alloy design parameter for advanced superalloys // Superalloys. 2020. Pennsylvania: Minerals, Metals, Materials Series. P. 41–51.
  13. Feng L., Egan A.J., Mills M.J., Wang Y. Dynamic localized phase transformation at stacking faults during creep deformation and new criterion for superalloys design // MRS Communications. 2022. V. 12. P. 991‒1001.
  14. Зайцев Д.В., Сбитнева С.В., Бер Л.Б., Заводов А.В. Определение химического состава частиц основных фаз в изделиях из гранулируемого никелевого жаропрочного сплава ЭП741НП // Труды ВИАМ. 2016. № 9(45). С. 61–71. https://doi.org/10.18577/2307-6046-2016-0-9-8-8
  15. Link T., Epishin A., Fedelich B. Inhomogeneity of misfit stresses in nickel-base superalloys: effect on propagation of matrix dislocation loops // Philos. Mag. 2009. V. 89. P. 1141‒1159.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (1005KB)
3.

Download (1MB)
4.

Download (841KB)
5.

Download (1MB)
6.

Download (210KB)
7.

Download (424KB)
8.

Download (592KB)


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».