Сравнение кинетических характеристик твердофазного превращения ГЦК структур хромоникелевых сплавов Х30Н60М9 и Х23Н65М13 в температурном интервале 490–620 ºС по данным дилатометрического анализа и формулы количества запасенной энергии

В настоящей статье дилатометрическим методом исследован процесс твердофазного превращения образцов однофазных сплавов Х30Н60М9 и Х23Н65М13 для идентичных условий испытаний образцов, определены кинетические характеристики. Нагрев образцов осуществлялся со скоростью 5,0 °С/мин в аргоне. Исходные структурные состояния образцов сплавов получены закалкой в воду, температуры закалки сплавов, соответственно, составили 1107 °C и 1135 °С. По данным дилатометрического анализа исследуемых сплавов произведена оценка скорости изменения дифференциального коэффициента термического расширения – 𝛼(𝑇) = 𝑓´(𝑇) = 1/L0(dL/dT), где L0 – исходная длина образца, T – температура, в температурном интервале 490–620 °С. Критерием выбора явилось меньшее значение скорости 𝛼(𝑇), что коррелирует с меньшей скоростью эволюции удельной энтальпии (запасенной энергии) образца, подтверждая меньшее воздействие приложенной температуры, определяя более энергетически выгодное состояние твердого раствора ГЦК структуры образца сплава в исследуемом температурном интервале. По результатам настоящей работы установлено, что структура сплава Х30Н60М9 более стабильна к воздействию температуры в интервале 490–620 °С, термическая реакция твердофазного превращения менее осуществима, сравнивая со структурой твердого раствора сплава Х23Н65М13.

1. Vyazovkin S., Burnham A. K., Criado J. M., Pérez-Maqueda L. A., Popescu C., Sbirrazzuoli N. ICTAC Kinetics Committee recommendations for performing kinetic computations on thermal analysis data // Thermochimica Acta. 2011. 520 (1–2). 1–19. DOI: 10.1016/j.tca.2011.03.034

2. Fang X., Song M., Li K., Du Y. Precipitation sequence of an aged Al-Mg-Si alloy // Journal of Mining and Metallurgy, Section B: Metallurgy. 2010. 46 (2). 171–180. DOI: 10.2298/JMMB1002171F

3. Gaber A., Afify N., Mostafa M. S., Abbady Gh. Effect of heat treatment on the precipitation in Al–1at.% Mg–xat.% Si (x=0.6, 1.0 and 1.6) alloys // Journal of Alloys and Compounds. 2009. 477 (1). 295–300. DOI: 10.1016/j.jallcom.2008.11.009

4. Михайлов Д. Л., Ермишкин В. А., Минина Н. А Сравнение термической устойчивости хромоникелевых сплавов Х30Н60М9 и Х23Н65М13 в температурном интервале 500–625 °C по данным дифференциального термического анализа // Металлы. 2024. 2. 93–98. DOI: 10.31857/S0869573324029398

5. Куксин А. Ю., Смирнова Д. Е. Расчет коэффициентов диффузии дефектов и ионов в UO2 // Физика твердого тела. 2014. 56 (6). 1166–1175.

6. Мерер Х. Диффузия в твердых телах: монография / пер. с англ., под ред. Е. Б. Якимова, В. В. Аристова. Долгопрудный: Интеллект, 2011. 535 с.

7. Михайлов Д. Л. Патент № 2613805 Российской Федерации, МПК С22С 19/05 (2006.01), C22C 30/00 (2006.1). Коррозионно-стойкий сплав на основе никеля: № 2016105314, заявл. 02.17.2016: опубл. 03.21.2017.

8. Красноперова Ю. Г., Воронова Л. М., Дегтярев М. В., Чащухина Т. И., Реснина Н. Н. Рекристаллизация никеля при нагреве ниже температуры термоактивируемого зарождения // Физика металлов и металловедение. 2015. 116 (1). 83. DOI: 10.7868/S0015323015010088

9. Garai J. Correlation between thermal expansion and heat capacity // Journal of Computer Coupling of Phase Diagrams and Thermochemistry. 2006. 30. 354–356.

10. Михайлов Д. Л., Ермишкин В. А., Минина Н. А., Кулагин С. П. Исследование кинетических характеристик твердофазного превращения сплавов Х30Н60М9 и Х23Н65М13 в температурном интервале 500–650 °C по данным термогравиметрического анализа // Металлы. 2023. 5. 85–92. DOI: 10.31857/S0869573323050105

11. Новиков В. В., Митрошенков Н. В., Кузнецов С. В., Попов П. А., Бучинская И. И., Каримов Д. Н., Кошелев А. В. Ангармонизм колебаний решетки и тепловые свойства твердых растворов Сd1−xSrxF2 // Физика твердого тела. 2020. 62 (4). 627–634. DOI: 10.21883/FTT.2020.04.49131.586