Прогнозування температурних інтервалів кристалізації і гомогенізації в монокристалічних жароміцних нікелевих сплавах

Abstract

UK: Мета роботи. Отримання прогнозувальних регресійних моделей, за допомогою яких можна адекватно розраховувати критичні температури для монокристалічних жароміцних нікелевих сплавів (ЖНС), без проведення попередніх експериментів. Методи дослідження. Експериментальні значення оброблялися в програмному комплексі Microsoft Office в пакеті EXCEL методом найменших квадратів з отриманням кореляційних залежностей типу «параметр-властивість» з отриманням математичних рівнянь регресійних моделей, які оптимально описують ці залежності, і побудовою ліній трендів. Отримані результати. Проведено моделювання температурних характеристик монокристалічних жароміцних нікелевих сплавів. Наведено співвідношення легувальних елементів і регресійні моделі за допомогою яких можливо прогнозувати ширину температурного інтервалу кристалізації і оптимальну температуру гомогенізації для конкретного сплаву. Наукова новизна. Вперше запропоновано співвідношення Kγ′ і Kγ за допомогою яких можна адекватно прогнозувати температурні характеристики для багатокомпонентних композицій монокристалічних ЖНС. Вперше наведено регресійні моделі для розрахунку критичних температур t п.р, tевт, tS, і tL, які дають можливість прогнозувати температурні інтервали кристалізації і гомогенізації. Практична цінність. Запропоновано ефективне рішення за прогнозування термодинамічної стабільності фаз сплавів, як при розробленні нових складів ЖНС, так і при вдосконаленні відомих промислових марок. RU: Цель работы. Получение прогнозирующих регрессионных моделей, с помощью которых можно адекватно рассчитывать критические температуры монокристаллических жаропрочных никелевых сплавов (ЖНС), без проведения предварительных экспериментов. Методы исследования. Экспериментальные значения обрабатывались в программном комплексе Microsoft Office в пакете EXCEL методом наименьших квадратов с получением корреляционных зависимостей типа «параметр- свойство» с получением математических уравнений регрессионных моделей, которые оптимально описывают эти зависимости, и построением линий трендов. Полученные результаты. Проведено моделирование температурных характеристик монокристаллических жаропрочных никелевых сплавов. Приведенные соотношения легирующих элементов и регрессионные модели, с помощью которых возможно прогнозировать ширину температурного интервала кристаллизации и оптимальную температуру гомогенизации для конкретного сплава. Научная новизна. Впервые предложены соотношения Kγ′ и Kγ , с помощью которых можно адекватно прогнозировать температурные характеристики для многокомпонентных композиций монокристаллических ЖНС. Впервые приведены регрессионные модели для расчета критических температур tп.р, tевт, tS, и tL, которые дают возможность прогнозировать температурные интервалы кристаллизации и гомогенизации. Практическая ценность. Предложено эффективное решение по прогнозированию термодинамической стабильности фаз сплавов как при разработке новых составов ЖНС, так и при совершенствовании известных промышленных марок. EN: Purpose. Obtaining predictive regression models with which one can adequately calculate the critical temperatures for monocrystalline nickel-base superalloy without conducting previous experiments. Methods of research. Experimental values were processed in the Microsoft Office program suite in the EXCEL package with the least squares method, with the obtaining of the “parameter-property” correlation dependencies with the obtaining of mathematical equations of regression models that optimally describe these dependencies and the construction of trend lines. Results. The simulation of temperature characteristics of monocrystalline nickel-base superalloy is carried out. The ratios of doping elements and regression models are indicated, with the help of which it is possible to predict the width of the temperature interval of crystallization and the optimum temperature of homogenization for an alloy. Scientific novelty. For the first time, the relations Kγ′ and Kγ are proposed, by which one can adequately predict the temperature characteristics for multicomponent compositions of monocrystalline nickel-base superalloys. For the first time, regression models are presented for calculating critical temperatures tп.р, tевт, tS, and tL which enable to predict temperature intervals of crystallization and homogenization. Practical value. An effective solution is proposed for prediction of thermodynamic stability of alloys phases both in the development of new compositions of nickel-base superalloys, as well as in the improvement of well-known industrial brands.