ТЕРМОДИНАМИКА РАСТВОРОВ КИСЛОРОДА В РАСПЛАВАХ НИКЕЛЯ, СОДЕРЖАЩИХ АЛЮМИНИЙ И ТИТАН

Проведен термодинамический анализ растворов кислорода в жидком никеле, содержащем алюминий и титан. Показано, что присутствующие в расплаве алюминий и титан существенно снижают растворимость кислорода по мере повышения их содержания. Однако после достижения в случае алюминия 0,205 % и в случае титана 0,565 % концентрация кислорода в расплаве начинает возрастать по мере увеличения содержания алюминия и титана. Определены минимальные концентрации кислорода при раскислении расплава никеля алюминием (1,44·10–4 % O) и титаном (2,98·10–4 % O). Полученные результаты позволяют предложить оптимальный вариант легирования никелевых сплавов алюминием и титаном. Первоначально производят раскисление расплава алюминием в количестве, обеспечивающем минимальную концентрацию кислорода в расплаве (~ 0,2 % Al). Затем удаляют образовавшуюся оксидную фазу, чтобы предотвратить возможность повторного окисления расплава. И только после этого расплав легируют алюминием и титаном до требуемых их содержаний в сплаве.

1. Locq D., Caron P. On Some Advanced Nickel-Based Superalloys for Disk Applications // Aerospace Lab Journal. 2011. No. 3. P. 1 – 9.

2. Логунов А.В., Шмотин Ю.А. Современные жаропрочные никелевые сплавы для дисковых газовых турбин. – М.: Наука и технологии, 2013. – 264 с.

3. Самарин А.М. Физико-химические основы раскисления стали. – М.: Изд-во АН СССР, 1956. – 164 с.

4. Григорян В.А., Белянчиков Л.Н., Стомахин А.Я. Теоретические основы электросталеплавильных процессов. – М.: Металлургия, 1987. – 272 с.

5. Dashevskii V.Ya., Makarova N.N., Grigorovich K.V. etс. Deoxidation Equilibrium of Aluminum and Silicon in the Liquid Iron- Nickel Alloys // ISIJ International, 2005. Vol. 45. No 1. P. 8 – 11.

6. Куликов И.С. Раскисление металлов. – М.: Металлургия, 1975. – 504 с.

7. Ishii F., Ban-ya S. Equilibrium between Aluminum and Oxygen in Liquid Nickel and Nickel- Iron Alloy // Tetsu to Hagane. 1995. Vol. 81. No. 1. P. 22 – 27.

8. Sigworth G.K., Elliott J.F., Vaughn G., Geiger G.H. The thermodyna mics of dilute liquid nickel alloys // Metallurgical Soc. CIM. 1977. Annual Volume. P. 104 – 110.

9. Janke D., Fischer W.A. Das Lösungsverhalten des Sauerstoff s in Nickelbasisschmelzen // Arch. Eisenhüttenwes. 1975. Vol. 46. No. 5. S. 297–302.

10. Вагнер К. Термодинамика сплавов. – М.: Металлургиздат, 1957. – 179 с.

11. Lupis C.H.P., Elliott J.F. Generalized interaction coeffi cients. Part I: Defi nitions // Acta Met. 1966. Vol. 14. No. 4. P. 529 – 538.

12. Лякишев Н.П., Гасик М.И., Дашевский В.Я. Металлургия ферросплавов. Ч. 2. – М.: Учеба, 2006. – 152 с.

13. Дашевский В.Я., Александров А.А., Леонтьев Л.И. Термодинамика растворов кислорода при комплексном раскислении расплавов системы Fe – Co // Изв. вузов. Черная металлургия. 2014. № 5. С. 33 – 41.

14. Dashevskii V.Ya., Aleksandrov A.A., Kanevskii A.G., Makarov M.A. Deoxidation equilibrium of titanium in the liquid ironnickel melts // ISIJ International. 2010. Vol. 50. No. 1. P. 44 – 52.

15. Куликов И.С. Термодинамика оксидов. – М.: Металлургия, 1986. – 344 с.