Purpose. This work aims to obtain predictive regression models, with which, one can adequately calculate the mechanical properties of single-crystal heat-resistant nickel alloys, without conducting preliminary experiments. Methodology. Industrial alloys for single-crystal casting of domestic and foreign production were selected for the research. Values were processed by the method of least squares with obtaining correlation dependencies with obtaining mathematical equations of regression models. Findings. As a result of processing the experimental data, a ratio of alloying elements has been proposed, which can be used to evaluate mechanical properties, which considers the complex effect of the main alloy components. Since the dimensional mismatch of the lattice parameters is related to the degree of solid-solution concentration hardening of the phases, the efficiency of the dispersion hardening of the alloy, the creep rate and other properties of single crystals, the ratio of alloying elements allows these properties to be associated with multi-component systems. The regression models are given, with the help of which it is possible to calculate the size mismatch, strength, heat resistance, amount of phase and density of alloys with high accuracy. The regularities of the influence of the composition on the properties of single-crystal heat-resistant nickel alloys are established. It is shown that for multicomponent nickel systems it is possible to predict with a high degree of confidence a misfit, which has a significant impact on the strength characteristics of alloys of this class. For single-crystal heat-resistant nickel alloys, an increase in the value of misfit is accompanied by a decrease in the limit of their short-term strength, since considerable stresses form between the crystal lattices of the phases, which contribute to structural and phase instability processes leading to premature destruction of the material. A correlation was established between the specific density and the average atomic mass of the alloys, as well as the limit of their short-term strength. Originality. For the first time, we proposed the ratio Кγ', with the help of which it is possible to adequately predict the properties of single-crystal heat-resistant nickel alloys, as well as regression models for predicting the main characteristics of casting single-crystal alloys. Practical value. A promising and effective direction in solving the problem of predicting the main characteristics affecting the complex service properties of alloys both in the development of new single-crystal heat-resistant nickel alloys and in improving the compositions of well-known industrial grades of this class is shown.

    Цель. Работа предполагает получение прогнозирующих регрессионных моделей, с помощью которых можно адекватно рассчитывать механические свойства монокристаллических жаропрочных никелевых сплавов (ЖНС) без проведения предварительных экспериментов. Методика. Для проведения исследований были выбраны промышленные сплавы для монокристаллического литья отечественного и зарубежного производства. Значения обработаны методом наименьших квадратов с получением корреляционных зависимостей и математических уравнений регрессионных моделей. Результаты. Вследствие обработки экспериментальных данных предложено соотношение легирующих элементов, которое может быть использовано для оценки механических свойств и учитывает комплексное влияние основных компонентов сплава. Поскольку размерное несоответствие параметров решетки связано со степенью концентрационного твердорастворного упрочнения фаз, эффективностью дисперсионного упрочнения сплава, скоростью ползучести и другими свойствами монокристаллов, то соотношение легирующих элементов позволяет связать эти свойства с многокомпонентными системами. Приведены регрессионные модели, с помощью которых возможно рассчитать размерное несоответствие, прочность, жаропрочность, количество фазы и плотность сплавов с высокой точностью. Установлены закономерности влияния состава на свойства монокристаллических жаропрочных никелевых сплавов. Показано, что для многокомпонентных никелевых систем можно с высокой достоверностью прогнозировать мисфит, который оказывает существенное влияние на прочностные характеристики сплавов данного класса. Для монокристаллических жаропрочных никелевых сплавов увеличение значения мисфита сопровождается снижением предела их кратковременной прочности, поскольку между кристаллическими решетками фаз образуются значительные напряжения, которые способствуют процессам структурной и фазовой нестабильности и приводят к преждевременному разрушению материала. Установлена корреляционная связь между удельной плотностью и средней атомной массой сплавов, а также пределом их кратковременной прочности. Научная новизна. Впервые предложено соотношение Кγ', с помощью которого можно адекватно прогнозировать свойства монокристаллических жаропрочных сплавов на никелевой основе, а также регрессионные модели для прогнозирования основных характеристик литейных монокристаллических сплавов. Практическая значимость. Показано перспективное и эффективное направление в решении задачи прогнозирования основных характеристик, влияющих на комплекс служебных свойств сплавов как при разработке новых монокристаллических жаропрочных никелевых сплавов, так и при совершенствовании составов известных промышленных марок данного класса.

    Мета. Робота передбачає отримання прогнозних регресійних моделей, за допомогою яких можна адекватно розраховувати механічні властивості монокристалічних жароміцних нікелевих сплавів (ЖНС) без проведення попередніх експериментів. Методика. Для проведення досліджень були обрані промислові сплави для монокристалічного лиття вітчизняного й зарубіжного виробництва. Значення оброблено методом найменших квадратів з отриманням кореляційних залежностей і математичних рівнянь регресійних моделей. Результати. Унаслідок обробки експериментальних даних запропоновано співвідношення легувальних елементів, яке може бути використане для оцінки механічних властивостей і враховує комплексний вплив основних компонентів сплаву. Оскільки розмірна невідповідність параметрів решітки пов’язана зі ступенем концентраційного твердорозчинного зміцнення фаз, ефективністю дисперсійного зміцнення сплаву, швидкістю повзучості й іншими властивостями монокристалів, то співвідношення легувальних елементів дозволяє пов’язати ці властивості з багатокомпонентними системами. Наведено регресійні моделі, за допомогою яких можна розрахувати розмірну невідповідність, міцність, жароміцність, кількість фази й густину сплавів із високою точністю. Установлено закономірності впливу складу на властивості монокристалічних жароміцних нікелевих сплавів. Показано, що для багатокомпонентних нікелевих систем можна з високою вірогідністю прогнозувати місфіт, який істотно впливає на характеристики міцності сплавів цього класу. Для монокристалічних жароміцних нікелевих сплавів збільшення значення місфіту супроводжується зниженням межі їх короткочасної міцності, оскільки між кристалічними решітками фаз утворюються значні напруження, які сприяють процесам структурної й фазової нестабільності й призводять до передчасного руйнування матеріалу. Установлено кореляційний зв’язок між питомою щільністю й середньою атомною масою сплавів, а також межею їх короткочасної міцності. Наукова новизна. Уперше запропоновано співвідношення Кγ',, за допомогою якого можна адекватно прогнозувати властивості монокристалічних жароміцних сплавів на нікелевій основі, а також регресійні моделі для прогнозування основних характеристик ливарних монокристалічних сплавів. Практична значимість. Показано перспективний та ефективний напрямок у розв’язанні задачі прогнозування основних характеристик, що впливають на комплекс службових властивостей сплавів як під час розробки нових монокристалічних жароміцних нікелевих сплавів, так і під час вдосконалення складу відомих промислових марок цього класу.


    Zugriff

    Download


    Exportieren, teilen und zitieren



    Titel :

    PREDICTION OF THE PROPERTIES OF SINGLE-CRYSTAL HEAT-RESISTANCE NICKEL ALLOYS.
    ПРОГНОЗИРОВАНИЕ СВОЙСТВ МОНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ЖАРОПРОЧНЫХ НИКЕЛЕВЫХ СПЛАВОВ.
    ПРОГНОЗУВАННЯ ВЛАСТИВОСТЕЙ МОНОКРИСТАЛІЧНИХ ЖАРОМІЦНИХ НІКЕЛЕВИХ СПЛАВІВ


    Beteiligte:
    Glotka, O. A. (Autor:in) / Haiduk, S. V. (Autor:in)


    Erscheinungsdatum :

    2019-05-02


    Anmerkungen:

    Science and Transport Progress ; No. 2(80) (2019); 91-100



    Medientyp :

    Aufsatz (Zeitschrift)


    Format :

    Elektronische Ressource


    Sprache :

    Russisch