ИСТИНА

Разработка новых жаропрочных и жаростойких материалов на кобальтовой основе является одной из ключевых задач, решение которой позволит выйти за пределы температурных ограничений современных никелевых суперсплавов. При работе по данному направлению определенную трудность представляет поиск фаз, которые могли бы использоваться в качестве упрочняющих. Одним из перспективных вариантов представляется использование интерметаллической фазы γ'-Co3Ti с кристаллической структурой L12. Несмотря на ее сходство с изоструктурным соединением Ni3Al, широко применяемым в сплавах на основе никеля, реальное применение фазы Co3Ti затруднено из-за ряда проблем, таких как: сильное несоответствие параметров ячейки γ/γ', приводящее к огрубению наночастиц γ', малая объемная доля выделяющихся нанопреципитатов, а также мартенситный переход γ' → ε' (L12 → D019), который может привести к появлению в сплаве нежелательных структур пластинчатой морфологии. Введение тех или иных легирующих компонентов в сплав способно приводить к решению одной из перечисленных проблем, усугубляя другую. Поэтому создание для кобальтовых суперсплавов собственной, не являющейся калькой с никелевых сплавов, сбалансированной системы легирования представляется крайне важным. Ключевым компонентом кобальтовых суперсплавов, необходимым для придания им необходимых прочностных свойств, является рений. Помимо того, что за счет самого низкого коэффициента диффузии среди других компонентов системы легирования кобальта, рений препятствует разрастанию наночастиц упрочняющей фазы, он снижает несоответствие параметров элементарной ячейки γ/γ'. Однако, рений повышает температуру перехода кобальтовой матрицы в ГПУ-модификацию, а это увеличивает вероятность распада γCo-твердого раствора по механизму: γCo → ε (Co, Re) → ε'-Co3Ti. Данный ход реакции является нежелательным по причине высокого несоответствия параметров элементарной ячейки ε/ε'. Ранее было установлено, что введение в данную систему 2-4 ат. % тантала меняет механизм распада γCo-матрицы согласно схеме: γCo → (γCo + γ (Ta, Ti)) → (γCo + γ'-Co3(Ti, Ta)) → (ε (Co, Re) + ε'- Co3(Ti, Ta)). Такой путь реакции сопряжен с синхронным переходом матрицы и частиц упрочняющей фазы из кубической в гексагональную модификацию и обратно, ввиду чего структура D019 уже не является нежелательной, а способна участвовать в упрочнении наряду с фазой L12.