В дисертації узагальнено науково прикладне уявлення про сучасні металургійні технологічні процеси ведення плавки із застосуванням високотемпературної обробки розплаву і модифікування ливарних жароміцних нікелевих сплавів, в тому числі із використанням в шихті технологічного вороття, що в комплексі з гарячим ізостатичним пресуванням і подальшою термічною обробкою готових литих виробів забезпечують їх фізико-механічні, жароміцні і експлуатаційні властивості, а також економічні показники на рівні світових аналогів та вище.
З використанням відомих методик проведено комплекс розрахунково-аналітичних досліджень та визначено найважливіші параметри, що характеризують структурну і фазову стабільність та працездатність ливарного жароміцного нікелевого сплаву ЖС3ДК-ВІ.
Визначено основні температурні параметри, кількість основної зміцнюючої γ'-фази, границя короткочасної і тривалої міцності жароміцного нікелевого сплаву ЖС3ДК-ВІ на різних рівнях легування. Розрахункові показники відповідають рівню вимог ОСТ 1.90.126-85 та відомим практичним результатам досліджень сплаву ЖС3ДК-ВІ, в тому числі проведеним за участю авторки цієї роботи.
Отримані результати свідчать про достатню стабільність сплаву ЖС3ДК-ВІ та його загальну придатність для широкого застосування модифікування різними комплексами для покращення рівня фізико-механічних та експлуатаційних властивостей. Підтверджено коректність застосованих параметрів температури і тиску в процесі гарячого ізостатичного пресування та термічної обробки сплаву ЖС3ДК-ВІ.
Проведені дослідження підтверджують можливість використання в шихті 50% власного вороття (після попереднього переплаву з високотемпературною обробкою розплаву) під час виготовлення робочих лопаток турбін. Гаряче ізостатичне пресування (ГІП) перед стандартною термічною обробкою практично повністю заліковує мікропори і рихлоти у внутрішніх об’ємах металу, що сприяє стабілізації структури та покращує комплекс фізико-механічних та експлуатаційних властивостей відповідальних литих виробів із жароміцних нікелевих сплавів для авіаційних і енергетичних силових установок.
Проведено комплекс досліджень впливу різних видів модифікування при виплавленні жароміцного нікелевого сплаву ЖС3ДК-ВІ на структуру і властивості відповідальних литих виробів.
Досліджено виливки з жароміцного нікелевого сплаву ЖС3ДК-ВІ, модифікованого карбонітридом титану; ітрієм; ітрієм у комплексі з карбонітридом титану або ніобієм при різних співвідношеннях присадок у розплав Ni-Y лігатури, [Ti+Ti(C,N)] і Nb. Хімічний склад, механічні та жароміцні властивості досліджуваних зразків після ГІП та стандартної термічної обробки задовільні та відповідають вимогам ОСТ 1.90.126-85. Мікроструктура зразків, відлитих зі сплаву ЖС3ДК-ВІ за всіма варіантами (після ГІП та ТО), характерна для нормально термообробленого стану сплаву ЖС3ДК-ВІ. Карбіди та карбонітриди виділяються у вигляді дискретних глобулярних частинок, переважно рівномірно розподілених в об'ємі металу.
За показниками механічних властивостей дослідні комплексно модифіковані зразки суттєво переважають інші і відповідають більш жорстким вимогам розробників авіаційних двигунів для матеріалу литих лопаток вентилятора.
Встановлено найкращий ефект від комплексного модифікування ітрієм і карбонітридом титану з присадками у розплав [Ti+Ti(C,N)] – 0,075% і Ni-Y лігатури – 0,136%, що забезпечує формування найбільш сприятливої структури і значно кращі механічні та жароміцні властивості нікелевого сплаву ЖС3ДК-ВІ. В цьому випадку спостерігається подрібнення зерна, карбіди та карбонітриди виділяються у вигляді дискретних глобулярних частинок, рівномірно розподілених в об'ємі металу; межі зерен тонкі з наявністю на межах карбідів розміром, що, переважно, не перевищує ~3 мкм. Це, ймовірно, сприяло підвищенню ударної в'язкості до значень 58,8 Дж/см2.
Для практичного використання у виробничих умовах рекомендовано технологічний процес виготовлення відповідальних виливків для авіаційного і енергетичного машинобудування з жароміцного нікелевого сплаву ЖС3ДК-ВІ, що передбачає високотемпературну обробку розплаву, застосування комплексного модифікування ітрієм і карбонітридом титану (оптимальні присадки у розплав [Ti+Ti(C,N)] – 0,075% і Ni-Y лігатури – 0,136%), гаряче ізостатичне пресування при температурі 1210 °С і тиску 160 МПа та подальшу термічну обробку готових виливків за стандартним режимом (гомогенізація у захисній атмосфері при температурі 1210 10 °С з витримкою 4 години і охолодженням зі швидкістю еквівалентній охолодженню в повітряній атмосфері).
