Мухаметрахимов М.Х

ПОЛУЧЕНИЕ ВЫСОКОПРОЧНЫХ СЛОИСТЫХ КОМПОЗИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ ИЗ ТИТАНОВОГО СПЛАВА ВТ6 В УСЛОВИЯХ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ СВЕРХПЛАСТИЧНОСТИ

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем сверхпластичности металлов Российской академии наук, Уфа, Россия, [email protected]

Повышение механических свойств титановых сплавов, как конструкционных материалов, является важной задачей современного материаловедения. Повышен- ные прочностные свойства имеют титановые сплавы с нанокристаллической струк- турой (НК) по сравнению с микрокристаллической структурой (МК) [1]. Однако изготовление крупногабаритных полуфабрикатов с НК структурой представляет отдельную научную и технологическую проблему, кроме того по достижении в сплаве такой структуры происходит снижение уровня пластичности. Одним из пу- тей решения задачи является создание нового конструкционного материала с рег- ламентированным структурным состоянием. Путем определенного сочетания сло- ев, заметно отличающихся по исходной структуре и свойствам, можно снизить риск разрушения материала и тем самым повысить его конструкционную проч- ность по сравнению с монолитным материалом [2,3]. Перспективным методом по- лучения композитных материалов является сварка давлением в условиях низко- температурной сверхпластичности.

Основной задачей исследования было изучение твердофазной свариваемости листовых заготовок титанового сплава ВТ6 в различных исходных структурных состояниях (НК и МК) при пониженных температурах.

Исследования показали, что средний размер зерен вырос в соединенных об- разцах в среднем от 1,2 мкм до 5,0 мкм при повышении температуры процесса твердофазного соединения от 650 до 850оС соответственно. Относительная протя- женность пор в зоне твердофазного соединения (ТФС) после сварки при темпера- туре 650оС составила 0,18 и с увеличением температуры сварки до 850оС умень- шилась до 0,05. Увеличение сварочного давления от 3 до 4 МПа принципиально не изменило общей картины эволюции качества ТФС в исследованном температур- ном интервале сварки.

Анализ результатов механических испытаний слоистого материала показал, что его механическое поведение существенно зависит от температуры сварки. С повышением температуры сварки давлением до температуры 850оС общий уровень прочности на сдвиг как основного материала, так и материала с твердофазным со- единением, заметно, в среднем на 20%, снижается.

Таким образом, сохранение сочетания НК- и МК структуры в слоях при по- ниженных температурах позволяет обеспечить в композитных материалах повы- шенные прочностные и пластические свойства и достигнуть высокого уровня кон- струкционной прочности.

1. Nazarov A.A. and Mulyukov R.R. Nanostructured Materials. In: Handbook of Nanoscience, Engineering, and Technology, Ed. Goddard W., Brenner D., Lyshevsk S., Iafrate G., CRC Press, 2002..

2. Райт Е.С., Левит А.П. В кн.: Композиционные материалы с металлической матрицей. Т.4. Пер. С англ. М.: Машиностроение, 1978, с. 49-110.

3. Соколовская Е.М, Гузей Л.С. Физикохимия композитных материалов. М.: МГУ, 1978, 255 с.

Дата добавления: 2017-01-14