INTERACTION OF EXOGENOUS NANOPHASES OF ZIRCONIUM OXIDE WITH TIN IN NICKEL-BASE SUPERALLOYS

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

The processes of interaction of exogenous nanoparticles of refractory compounds ZrO2 with model nickel-base superalloys, containing tin, were studied. It was shown that, under laboratory conditions, the degree of tin removal in the metal after the introduction of ZrO2 nanoparticles depended on the time of isothermal holding and amounted to 11–18 rel.%. The content of various forms of zirconium after the experiments was determined and it was shown that the amount of ZrO2 removed from the metal to the interface of the phases Me-(refractory, slag, gas) was on average 50 rel.%.

About the authors

S. N Anuchkin

Baikov Institute of Metallurgy and Materials Science, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia

Email: anuchkinsn@yandex.ru

A. A Aleksandrov

Baikov Institute of Metallurgy and Materials Science, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia

Email: anuchkinsn@yandex.ru

K. S Filippov

Baikov Institute of Metallurgy and Materials Science, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia

Author for correspondence.
Email: anuchkinsn@yandex.ru

References

  1. Алымов, М.И. Порошковая металлургия нанокристаллических материалов / М.И. Алымов. - М.: Наука, 2007. 167 с.
  2. Полухин, В.А. Моделирование разупорядоченных и наноструктурированных фаз / В.А. Полухин, Н.А. Ватолин. - Екатеринбург: Институт металлургии УрО РАН, 2011. 462 с.
  3. Аржавитин, В.М. Исследование влияния легирования наноструктурными оксидами ZrO2 на свойства стали Х18Н10Т / В.М. Аржавитин, Б.В. Борц, А.Ф. Ванжа, И.М. Короткова, В.И. Сытин // Вопр. атом. науки и техники. 2013. №5(87). С.58-62.
  4. Аксенова, С.И. Усталость аустенитной стали, модифицированной оксидами циркония и иттрия / С.И. Аксенова, Б.В. Борц, И.М. Короткова, А.В. Пахомов, В.И. Соколенко // Вопр. атом. науки и техники. 2016. №1(101). С.160-166.
  5. Вдовин, К.Н. Модифицирование отливок из высокомарганцевой стали карбонитридом титана / К.Н. Вдовин, Н.А. Феоктистов, Д.А. Горленко, О.А. Никитенко, Д.Д. Хамидулина // Изв. вузов. Чер. металлургия. 2019. Т.62. №3. С.188-194.
  6. Зыкова, А.П. Влияние модифицирования ультрадисперсными порошками оксидов тугоплавких металлов и криолита на структуру, механические свойства и разрушение чугуна СЧ25 / А.П. Зыкова, Д.В. Лычагин, А.В. Чумаевский, И.А. Курзина, М.Ю. Новомейский // Изв. вузов. Чер. металлургия. 2014. Т.57. №11. С.37-42.
  7. Zhu, R. Study on the influence of nano-SiC on the structure and properties of nodular cast iron / R. Zhu, Y. Su, X. Qin // IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 2017. V.250. P.1-8 Art. 012051.
  8. Рудницкий, Ф.И. Модифицирование чугунов ультрадисперсными добавками / Ф.И. Рудницкий, С.А. Куликов // Литье и металлургия. 2017. №1(86). С.11-15.
  9. Cherepanov, A.N. Modifying structure and properties of nickel alloys by nanostructured composite powders / A.N. Cherepanov, V.E. Ovcharenko, G. Liu, L. Cao // Thermophys. Aeromechan. 2015. V.22. №1. P.127-132.
  10. Черепанов, А.Н. Влияние наноструктурированных композиционных порошков на структуру и прочностные свойства жаропрочного сплава Inconel 718 / А.Н. Черепанов, В.Е. Овчаренко // ФММ. 2015. Т.116. №12. С.1339-1344.
  11. Tiparti, D. Understanding the effects of CoAl2O4 inoculant additions on microstructure in additively manufactured Inconel 718 processed via selective laser melting / D. Tiparti, I.-T. Ho, K.-C. Chang, T.-H. Hsu, A.-C. Yeh, S. Tin // Met. Mater. Trans. A. 2021. V.52A. P.2630-2641.
  12. Ho, I.-T. Insight to agglomeration and chemical reactions of CoAl2O4 inoculants in IN718 processed by selective laser melting / I.-T. Ho, K.-C. Chang, D. Tiparti, A.-C. Yeh, S. Tin //j. Alloys Comp. 2021. V.883. P.1-13. Art.160753.
  13. Грекова, М.В. Комплексное модифицирование многокомпонентных сплавов / М.В. Грекова, А.В. Калинин, Е.А. Джур, Т.В. Носова // Космiчна наука i технологiя. 2019. Т.25. №3. С.25-31.
  14. Anuchkin, S.N. Effect of the size factors on the heterophase interaction of exogenous refractory compound nanoparticles with sulfur in a model nickel melt / S.N. Anuchkin, V.T. Burtsev, A.V. Samokhin, I.A. Gvozdkov // Russian Metallurgy (Metally). 2012. №3. P.178-184.
  15. Anuchkin, S.N.Interaction of alumina and alumomagnesium spinel nanoparticles with sulfur in model iron melts / S.N. Anuchkin, V.T. Burtsev, A.V. Samokhin // Russian Metallurgy (Metally). 2016. №1. P.4-11.
  16. Anuchkin, S.N.Interaction of exogenous zirconium oxide nanophases with sulfur and tin in nickel melts / S.N. Anuchkin, V.T. Burtsev, A.V. Samokhin // Russian Metallurgy (Metally). 2016. №11. P.1042-1048.
  17. Соколов, Г.Н. Механизм влияния ультрадисперсных тугоплавких компонентов, содержащихся в сварочных материалах, на формирование структуры наплавленного металла / Г.Н. Соколов, В.И. Лысак, И.В. Зорин, А.А. Артемьев, Ю.Н. Дубцов, А.А. Антонов, С.К. Елсуков // Изв. Волгоград. гос. техн. ун-та. 2016. №9 (188). С.116-120.
  18. Мансуров, Р.Р. Энтропийная природа адсорбции додецилбензосульфоната натрия на наночастицах оксидов алюминия и железа в водной среде / Р.Р. Мансуров, А.П. Сафронов, Н.В. Лакиза // ЖФХ. 2016. T.90. №6. С.890-895.
  19. Гузенкова, А.С. Производство стали, чистой от примесей цветных металлов / А.С. Гузенкова, С.С. Иванов, Г.А. Исаев, В.А. Кудрин. - М.: МГВМИ, 2008. 118 с.
  20. Nogi, K. Surface tension of liquid Fe-(Cu, Sn, Cr) and Ni-(Cu, Sn) binary alloys / K. Nogi, W.B. Chung, A. McLean, W.A. Miller // Mater. Trans. JIM. 1991. V.32. №2. Р.164-168.
  21. Ниженко, В.И. Поверхностное натяжение жидких металлов и сплавов: справочник / В.И. Ниженко, Л.И. Флока. - М.: Металлургия, 1981. 208 с.
  22. Anuchkin, S.N.Interaction of exogenous zirconia nanoparticles with tin in model complex nickel alloys / S.N. Anuchkin, A.V. Samokhin // Russian Metallurgy (Metally). 2019. №1. P.63-67.
  23. Глебовский, В.Г. Плавка металлов и сплавов во взвешенном состоянии / В.Г. Глебовский, В.Т. Бурцев. - М.: Металлургия, 1974. 176 с.
  24. Куликов, И.С. Раскисление металлов / И.С. Куликов. - М.: Металлургия, 1975. 504 с.
  25. Aleksandrov, A.A. Effect of zirconium on the oxygen solubility in liquid nickel and Ni-Fe melts / A.A. Aleksandrov, V.Ya. Dashevskii // Russian Metallurgy (Metally). 2016. №9. P.832-838.
  26. Ishii, F. Equilibrium between yttrium and oxygen in liquid iron and nickel / F. Ishii, S. Banya // ISIJ International. 1995. V.35. №3. P.280-285.
  27. Dashevskiy, V.Ya. Deoxidation equilibrium of zirconium in the iron-nickel melts / V.Ya. Dashevskiy, A.A. Aleksandrov, A.G. Kanevskiy, L.I. Leont'ev // ISIJ International. 2013. V.53. №7. P.1120-1124.
  28. Туркдоган, Е.Т. Физическая химия высокотемпературных процессов / Е.Т. Туркдоган. - М.: Металлургия, 1985. 344 с.
  29. Buzek, Z. Fundamental thermodynamic data on metallurgical reactions and interactions of elements in system significant for metallurgical theory and practice / Z. Buzek. - Ostrava: Vyzkumny ustav hutnictvi zeleza, 1979. 110 с.
  30. Anuchkin, S.N. Investigation of the zirconium forms in nickel melts containing exogenous refractory oxide nanophases / S.N. Anuchkin, E.K. Kazenas, V.A. Volchenkova, N.A. Andreeva, T.N. Penkina // Inorgan. Mater.: Appl. Res. 2018. V.9. №3. P.546-550.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2023 Russian Academy of Sciences