Целью настоящей работы является изучение специфики влияния легирующих элементов на распределение вторичных карбидов в структуре, их топологию и морфологию, а также их состав для многокомпонентной системы типа Ni-13,5Cr-5Co-3,4Al-4,8Ti-7,3W-0,8Mo-0,015B-0,12C с помощью расчетного метода прогнозирования CALPHAD (пассивный эксперимент) в сравнении с экспериментальными данными, полученными методом электронной микроскопии (активный эксперимент).

Карбиды М₂₃С₆ образуются в сплавах с умеренным или высоким содержанием хрома во время низкотемпературной обработки и в процессе эксплуатации при 760...980°С вследствие распада карбидов МС и из «остаточного» углерода, растворенного в матрице. Обычно они располагаются по границам зерен, иногда вдоль линий двойников, на дефектах упаковки и концах двойников и могут являться центрами зарождения пластин σ- фазы. В состав карбидов этого типа входят также молибден и вольфрам. Вследствие неблагоприятного расположения по границам зерен карбиды М₂₃С₆ могут оказывать отрицательное влияние на предел длительной прочности. Карбиды типа М₆С образуются при температурах 815...980°С в сплавах с более высоким содержанием тугоплавких элементов вольфрама и молибдена. Преимущественно они выделяются по границам зерен. По сравнению с карбидами типа М₂₃С₆ карбиды М₆С более стабильны при высоких температурах.

Хром, один из основных элементов который повышает характеристики коррозионной стойкости современных промышленных ЖНС. В среднем содержание хрома находится на уровне 15% по массе, однако для увеличения жаростойкости его количество может быть поднято до 35% массе. Кроме коррозионных свойств, хром участвует в образовании одного из вторичных карбидов типа М₂₃С₆, который присутствует почти у всех ЖНС. Хотя, хром и является элементом, влияющим на образование вторичных карбидов, он оказывает заметное влияние на температуру растворения (выделения) первичных карбидов.

Вольфрам вводится в состав ЖНС с целью повышения уровня температур фазовых превращений, а, следовательно, жаропрочности сплава. Содержание вольфрама в современных жаропрочных сплавах находится в довольно широких пределах 1-16% по массе. Дальнейшее увеличение содержания вольфрама существенно повышает вероятность выделения в структуре ТПУ фаз, особенно α_W. Так, содержание вольфрама до 10% по массе в составе сплава практически не оказывает заметного влияния на температуру растворения (выделения) первичных карбидов типа МС.

Исследования показали, что изменения концентраций вольфрама и молибдена в составе первичных карбидов, может сопровождаться образованием ТПУ фазы, типа Р, если в составе сплава содержание вольфрама 8% по массе и более. При этом, в составе первичных карбидов концентрация хрома и молибдена снижается до 0,47% и 0,06%, соответственно.

Исследования показали, что содержание вольфрама в составе сплава оказывает существенное влияние на концентрацию легирующих элементов во вторичных карбидах. Так, при содержании в составе сплава вольфрама до 10% по массе, концентрация хрома и молибдена изменяется до 74% и 12% соответственно, а если содержание вольфрама в составе сплава превышает 10% по массе, то находятся на уровне 89% Cr и 1,9% Мо.