Исследование теплоемкости жаропрочного никелевого сплава вжм4 методами дифференциальной сканирующей калориметрии, адиабатическим и калориметрии смешения

Увеличение рабочих температур узлов и деталей современных летательных аппаратов – ключевая задача авиационной промышленности, поэтому необходимы новые материалы, отвечающие повышенным требованиям к их эксплуатационным характеристикам. Один из важнейших факторов при разработке высокотемпературных металлических, керамических и теплозащитных материалов – высокий уровень точности и достоверности определяемых свойств. Особенности того или иного метода измерения, а также их аппаратное исполнение не всегда обеспечивают заданную точность экспериментов во всем диапазоне температур. В работе представлены результаты исследования теплоемкости жаропрочного никелевого сплава ВЖМ4 в интервале температур 100 – 1360 °C методами дифференциальной сканирующей калориметрии, адиабатическим и калориметрии смешения. Приведены данные ДСК-анализа сплава, проанализированы температуры фазовых превращений и температурные зависимости удельной теплоемкости материала, а также оценка их точности на различных температурных интервалах. Кроме того, проведен сравнительный анализ используемых методов измерения. Полученные результаты могут быть использованы при разработке новых материалов и исследовании удельной теплоемкости металлических изделий в широком интервале температур.

1. Каблов Е. Н. Материалы нового поколения — основа инноваций, технологического лидерства и национальной безопасности России / Интеллект и технологии. 2016. № 2(14). С. 16 – 21.

2. Каблов Е. Н. Ключевая проблема — материалы. Тенденции и ориентиры инновационного развития России. — М.: ВИАМ, 2015.

3. Димитриенко Ю. И., Луценко А. Н., Губарева Е. А., Орешко Е. И., Базылева О. А., Сборщиков С. В. Расчет механических характеристик жаропрочных интерметаллидных сплавов на основе никеля методом многомасштабного моделирования / Авиационные материалы и технологии. 2016. № 3. С. 33 – 48. DOI: 10.18577/2071-9140-2016-0-3-33-48

4. Бакрадзе М. М., Скугорев А. В., Кучеряев В. В., Бубнов М. В. Компьютерное моделирование технологических процессов обработки металлов давлением как инструмент разработки новых технологий / Авиационные материалы и технологии. 2017. № S. С. 175 – 185. DOI: 10.18577/2071-9140-2017-0-S-175-185

5. Шпагин А. С., Кучеряев В. В., Бубнов М. В. Компьютерное моделирование процессов термомеханической обработки жаропрочных никелевых сплавов ВЖ175 и ЭП742 / Труды ВИАМ. 2019. № 8. Ст. 04. DOI: 10.18577/2307-6046-2019-0-8-27-35

6. Каблов Е. Н. Материалы нового поколения / Защита и безопасность. 2014. № 4. С. 28 – 29.

7. Ouested P., Brooks R., Chapman L., Morrell R., Youssel Y., Mills K. Mesurement and estimation of thermophysical properties of nickel based superalloys / Materials Science and Technology. 2009. Vol. 25. N 2. P. 154 – 162.

8. Clark J., Tye R. Thermophysical properties reference data for some key engineering alloys / High Temperatures — High Pressures. 2003/2004. Vol. 35/36. P. 1 – 14.

9. Лощинин Ю. В., Хацинская И. М., Пахомкин С. И., Рыкова Т. П., Овчинникова Е. А. Теплофизические свойства жаропрочных никелевых и интерметаллидных на основе Ni3Al сплавов при температурах от 20 до 1350 °C / Всерос. конф. по испытаниям и исследованиям свойств материалов «ТестМат – 2013»: сб. докл. — М.: ВИАМ, 2013. С. 38.

10. Лощинин Ю. В., Фоломейкин Ю. И., Пахомкин С. И. Исследование теплоемкости металлических материалов с покрытием методом лазерной вспышки / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2015. Т. 81. № 9. С. 40 – 44.

11. Быков А. С., Смирнов Л. А., Селиванов Е. Н. Калориметрическое определение инкремента энтальпии аустенитной азотистой стали 04Х20Н6Г11М2АФБ и оценка удельной теплоемкости материала в твердом состоянии / Бутлеровские сообщения. 2018. Т. 56. № 11. С. 61 – 66.

12. Быков А. С., Пастухов Э. А. Исследования инкремента энтальпии металлов методом дроп-калориметрии / Междунар. конф. «Исследование материалов с использованием методов термического анализа, калориметрии и сорбции газов»: сб. докл. — СПб.: Полторак, 2012. С. 75 – 80.

13. Каблов Е. Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» / Авиационные материалы и технологии. 2015. № 1(34). С. 3 – 33. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-1-3-33

14. Зуев А. В., Лощинин Ю. В., Баринов Д. Я., Мараховский П. С. Расчетно-экспериментальные исследования теплофизических свойств / Авиационные материалы и технологии. 2017. № S. С. 575 – 595. DOI: 10.18577/2071-9140-2017-0-S-575-595

15. Петрушин Н. В., Елютин Е. С., Висик Е. М., Голынец С. А. Разработка монокристаллического жаропрочного никелевого сплава V поколения / Металлы. 2017. № 6. С. 38 – 51.