Properties of nickel-based superalloys of equiaxial crystallization

Abstract

EN: Purpose. The aim of the work is to obtain predictive regression models, with the help of which, it is possible to adequately calculate the mechanical properties of nickel-based superalloys of equiaxial crystallization, without carrying out preliminary experiments. Research methods. To find regularities and calculate the latest CALPHAD method was chosen, and modeling of thermodynamic processes of phase crystallization was performed. Results. As a result of experimental data processing, the ratio of alloying elements K was proposed for the first time, which can be used to assess the mechanical properties, taking into account the complex effect of the main alloy components. The regularities of the influence of the composition on the properties of heat-resistant nickel alloys of equiaxial crystallization are established. The analysis of the received dependences in comparison with practical results is carried out. The relations well correlated with heat resistance, mismatch and strength of alloys are obtained. Scientific novelty. It is shown that for multicomponent nickel systems it is possible with a high probability to predict a mismatch, which significantly affects the strength characteristics of alloys of this class. The regularities of the influence of the chemical composition on the structure and properties of alloys are established. A promising and effective direction in solving the problem of predicting the main characteristics of heat-resistant materials based on nickel is shown Practical value. On the basis of an integrated approach for multicomponent heat-resistant nickel-based alloys, new regression models have been obtained that make it possible to adequately predict the properties of the chemical composition of the alloy, which made it possible to solve the problem of computational prediction of properties from the chemical composition of the alloy. This allows not only to design new nickel-based alloys, but also to optimize the composition of existing brands. UK: Метою роботи є отримання прогнозних регресійних моделей, за допомогою яких можна адекватно розрахувати механічні властивості жароміцних сплавів на основі нікелю рівновісної кристалізації без проведення попередніх експериментів. Методи дослідження. Для пошуку закономірностей було обрано найновіший метод CALPHAD та проведено моделювання термодинамічних процесів фазової кристалізації. Отримані результати. В результаті експериментальної обробки даних вперше було запропоновано співвідношення легувальних елементів K, яке може бути використано для оцінки механічних властивостей з урахуванням комплексної дії основних компонентів сплаву. Встановлено закономірності впливу складу на властивості жароміцних нікелевих сплавів рівновісної кристалізації. Наукова новизна. Показано, що для багатокомпонентних нікелевих систем можна з великою ймовірністю передбачити невідповідність кристалічних ґраток, що суттєво впливає на міцносні характеристики сплавів цього класу. Показано перспективний та ефективний напрямок у вирішенні проблеми прогнозування основних характеристик жароміцних матеріалів на основі нікелю Практичне значення. На основі інтегрованого підходу для багатокомпонентних жароміцних сплавів на основі нікелю отримані нові регресійні моделі, що дозволяють адекватно прогнозувати властивості за хімічним складом сплаву, що дало змогу вирішити проблему обчислювального прогнозування властивостей за хімічним складом сплаву.