Гайсина Э.Р., Гайсин Р.А., Имаев В.М., Имаев Р.М

ПОЛУЧЕНИЕ, МИКРОСТРУКТУРА И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НА СЖАТИЕ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ВТ1-0, АРМИРОВАННЫХ МОНОБОРИДОМ ТИТАНА

Учреждение Российской академии наук Институт проблем сверхпластичности металлов РАН,

Уфа, Россия

[e-mail]

Для повышения прочности, жесткости, износостойкости титана в широком интервале температур титановые матрицы армируют непрерывными и прерыви- стыми волокнами или частицами. Основными требованиями при создании компо- зиционных материалов являются химическая стабильность упрочняющего компо- нента и близкие значения коэффициентов термического расширения матрицы и упрочнителя. В оптимальной степени этим требованиям для титановой матрицы отвечает моноборид титана. Основным способом изготовления композитов типа Ti-TiB является cпекание порошков титановой матрицы и диборида титана, пре- вращающегося в процессе спекания в моноборид и чистый титан. Это обеспечива- ет высокую однородность получаемого материала и позволяет избежать образова- ния грубых боридов, резко снижающих трещиностойкость и пластичность компо- зита. Между тем использование такой технологии не дешево, и она не может обес- печить чистоту получаемого материала, что снижает технологические и эксплуата- ционные свойства получаемого композита. Практически неисследованной возмож- ностью является изготовление таких композиционных материалов с помощью ли- тья, при котором, согласно бинарной диаграмме Ti-B, упрочняющий моноборид образуется в результате высокотемпературной реакции компонентов. Следует ожидать снижения стоимости и трудоемкости изготовления таких композицион- ных материалов, а также повышения их технологических и эксплуатационных свойств по сравнению с порошковыми материалами.

В настоящей работе слитки композитов Ti-хTiB получали методом аргонно- дуговой плавки на лабораторной установке. В качестве материала матрицы был выбран ВТ1-0, бор вводили в виде порошка, его содержание варьировалось от 1.5 до 3.0 вес. %, что соответствовало объемной доле моноборида титана в диапазоне

»8…16 об.%. Микроструктурные исследования, выполненные с помощью скани- рующей электронной микроскопии, показали, что при содержании моноборида ти- тана около 10 об.% в слитке обеспечивается их однородное распределение, при этом крупные первичные бориды не формируются. Испытания на сжатие образцов ВТ1-0 и композиционных сплавов, выполненные при комнатной температуре и при 700–1000°С, показали значительное увеличение прочности полученных компози- тов при близкой к ВТ1-0 технологической пластичности. Анализ микроструктуры образцов, деформированных при повышенных температурах, показал, что дефор- мация композитного материала сопровождается развитием рекристаллизации и дроблением боридов.

Дата добавления: 2017-01-14