Оцінка деформаційної здатності наплавленого металу нікелевих жароміцних сплавів з високим вмістом γ׳-фази

Анотація

В умовах багатошарового мікроплазмового порошкового наплавлення важкозварюваних нікелевих жароміцних сплавів  з вмістом зміцнюючої  γ׳-фази більше 50 об. % схильність до утворення тріщин повторного нагріву у відповідному зварному з’єднанні «литий-наплавлений метал» в значній мірі визначається структурою і властивостями саме наплавленого металу.
При оцінюванні його схильності до утворення тріщин запропоновано  не post factum  кількісно оцінювати її прояви за кількістю та довжиною тріщин, а безпосередньо на стадії опірності наплавленого металу їх утворенню. Показано, що об’єктивною методикою досліджень деформаційної здатності може бути  випробування на статичний розтяг  зразків наплавленого металу при підвищених температурах (1000°С). Це дозволяє перейти від двомірної системи її оцінки «температура Т ‒ критична деформація ε» при використанні машинної проби Varestraint test за міжнародним стандартом з випробувань на опірність до утворення гарячих тріщин ISO 17641:2005 до тривимірної системи  «температура Т ‒ критичні напруження  σ ‒ критична деформація ε».
Для наплавленого металу сплаву ЖС32-ВИ, отриманого способом мікроплазмового порошкового наплавлення, у стані безпосередньо після наплавлення  встановлено показники обмеженої деформаційної здатності при 1000°С: σ^вкр  ~ 345 МПа; ε_кр~0,1 %. З огляду на обмежену деформаційну здатність наплавленого металу пропонується кількісне значення критерію ε_1000°С використовувати для прогнозних оцінок щодо забезпечення технологічної міцності важкозварюваних нікелевих жароміцних сплавів. 
Знижений рівень механічних властивостей  наплавленого металу сплаву ЖС32-ВИ після його кристалізації пов’язується з рядом особливостей його первинної литої структури. Растровою електронною мікроскопією виявлено наступні відмінності порівняно з аналогічним литим металом сплаву ЖС32-ВИ: переріз дендритної комірки; дисперсність та рівномірність розподілу часток карбідної фази, відсутність при збільшеннях до ×5000  візуальних ознак    виділення часток зміцнюючої   γ׳-фази на осях дендритів. Показано, що наявність дисперсного зміцнення у структурі нікелевих жароміцних сплавів типу ЖС32-ВИ та ЖС6-ВИ залежить від швидкості охолодження розплавленого металу при кристалізації, а  у випадку наплавленого металу воно остаточно формується тільки в процесі наступних термічних обробок в діапазоні режимів старіння-гомогенізація.
Методичні підходи оцінки деформаційної здатності наплавленого металу за показниками s_0,2, s_в, ε_1000°С, кута загину β доцільно використовувати для металу багатошарового наплавлення.