Influence of 2% titanium addition on microsctructure and selected high-temperature properties of a novel Co-based superalloy strenghtened with L1₂ phase

• Autorzy: Kierat Milena , Liśkiewicz Maciej

Identyfikatory

DOI

10.32730/imz.2657-747.21.4.2

Warianty tytułu

PL

Wpływ dodatku 2% Ti na mikrostrukturę i wybrane właściwości wysokotemperaturowe nowych nadstopów Co wzmacnianych fazą L1₂

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper contains selected results of primary microsctructure analysis of a novel superalloy, Co-20Ni-10Al-5Mo-2Nb-2Ti. Research on this class of superalloys was started by J. Sato in 2006, and further expanded by S.K. Makineni in 2015. It is implied that Co-based, W-free superalloys will resolve the issues that the aircraft industry currently faces with Ni-based γ/γ’ superalloys. It is believed that the addition of the Ti alloying element will help with γ’ stabilisation due to high Co3(Mo, Al, Nb) fragmentation. Ti content has to be carefully selected to avoid precipitation of harmful phases, such as Co(Ti, Al).

PL

Artykuł zawiera wyniki badań mikrostrukturalnych nowego nadstopu Co-20Ni-10Al-5Mo-2Nb-2Ti. Badania nad tą klasą superstopów zostały zapoczątkowane w 2006 r. przez J. Sato, a następnie rozwinięte w 2015 r. przez S.K. Makineni. Powszechna jest wiara, że nadstopy oparte na Co i wolne od W rozwiążą problemy z jakimi boryka się obecnie branża lotnicza, w której powszechne jest stosowanie nadstopów Ni γ/γ’. Uważa się, że dodatek Ti do nadstopu spowoduje stabilizację fazy γ’ poprzez silną fragmentację fazy Co3(Mo, Al., Nb). Ilość Ti w badanym stopie została dobrana ze szczególną starannością w celu uniknięcia wydzielania szkodliwych faz takich jak Co(Ti, Al).

Słowa kluczowe

EN

CoNiAlMoNbTi; CoTi; casting; primary microstructure; dendrites

PL

CoNiAlMoNbTi; CoTi; odlew; mikrostruktura pierwotna; dendryty

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukaszewicz - Instytut Metalurgii Żelaza im. Stanisława Staszica
• Czasopismo: Journal of Metallic Materials
• Rocznik: 2021
• Tom: Vol. 73, no. 4
• Strony: 11--14
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kierat Milena

• Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Metalurgii Żelaza, ul. K. Miarki 12-14, 44-100 Gliwice, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-6288-197X

autor

Liśkiewicz Maciej

• Łukasiewicz Research Network - Institute for Ferrous Metallurgy

• https://orcid.org/0000-0001-6154-0375

Bibliografia

• [1] B. Mikułowski. Stopy żaroodporne i żarowytrzymałe-nadstopy. Kraków: Wydawnictwo AGH, 1997.
• [2] M.J. Donachie, S.J. Donachie. Superalloys: A Technical Guide. 2nd Ed. Ohio USA: ASM International, Materials Park, 2002.
• [3] T.M. Pollock, S. Tin. Nickel-Based Superalloys for Advanced Turbine Engines: Chemistry, Microstructure and Properties. J. Propuls. Power, 2006, 22, (2), pp. 361-374.
• [4] R.A. Ricks, A.J. Portr, R.C. Ecob. The growth of γ’ precipitates in nickel-base superalloys. Acta Metall. 1983, 31(1), pp. 43-53.
• [5] J. Sato, T. Omori, K. Oikawa, I. Ohnuma, R. Kainuma, K. Ishida. Cobalt-base high-temperature alloys. Science, 2006, 312 (5770), pp. 90-91.
• [6] A. Suzuki, T.M. Pollock. High-temperature strength and deformation of γ/γ’ two-phase Co-Al-W-base alloys. Acta Materialia, 2008, 56 (6), pp. 1288-1297.
• [7] S.K. Makineni, B. Nithin, K. Chattopadhyay. Synthesis of a new tungsten-free γ/γ’ cobalt-based superalloy by tuning alloying additions. Acta Mater., 2015, 85, pp. 85-94.
• [8] S.K. Makineni, B. Nithin, D. Palanisamy, K. Chattopadhyay. Phase evolution and crystallography of precipitates during decomposition of new tungsten-free Co(Ni)-Mo-Al-Nb γ/γ’ superalloys at elevated temperatures. J. Mater. Sci., 2016, 51 (17), pp. 7843-7860.
• [9] M. Jiang, G. Saren, S-Y Yang, H-X Li, S-M. Hao. Phase equilibria in Co-rich region of Co-Ti-Ta system. Trans. Nonferrous Met. Soc. China, 2011, 21 (11), pp. 2391-2395.
• [10] D.M. Wee, O. Noguchi, Y. Oya, T. Suzuki. New L12 ordered alloys having the positive temperature dependance of strength. Trans. of the Japan Institute of Metals, 1980, 21 (4), pp. 237-247.
• [11] M. Ooshima, K. Tanaka, N.L. Okamoto, K. Kishida, H. Inui. Effects of quarternary alloying elements on the γ’ solvus temperature of Co-Al-W based alloys with fcc/L12 two-phase microstructures. J. Alloys Compd., 2010, 508 (1), pp. 71-78.
• [12] A. Bauer, S. Neumeier, F. Pyczak, R.F. Singer, M. Goeken. Creep properties of different γ’ - strengthened Co-base superalloys. Mater. Sci. Eng. A, 2012, 550, pp. 333-341.
• [13] A. Bauer, S. Neumeier, F. Pyczak, M. Goeken. Microstructure and creep strength of different γ/γ’ - strengthened Co-base superalloy variants. Scr. Mater., 2010, 63 (12), pp. 1197-1200.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).