Разработка технологии получения слоистых интерметаллидных титано-алюминиевых композитов на основе изучения трансформации структурно-механической неоднородности

• Автор: Киселев, Олег Сергеевич
• Шифр специальности: 05.16.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 210 с. : ил.

Киселев О. С.

Кандидатская диссертация

Содержание
Содержание
Введение

Глава I Слоистые интерметаллидные титано-алюминиевые композиционные материалы

1.1 Физические, химические, механические и эксплуатационные свойства титано-алюминиевых композитов

1.1.1 Прочность и твердость материалов при нормальных и повышенных температурах

1.1.2 Теплофизические свойства

1.1.3 Взаимодействие титано-алюминиевых материалов с различными средами

1.2 Прочностные характеристики алюминидов титана и материалов

на их основе при нормальных и повышенных температурах
1.2.1 Свойства алюминидов титана при комнатной температуре
1.2.2 Жаропрочность алюминидов титана и сплавов на их основе
1.2.3 Трещиностойкость
1.3 Области применения композиционных титано-алюминиевых материалов
1.4 Влияние режимов термической обработки на структурную неоднородность титано-алюминиевых СКМ
1.4.1 Твердофазное диффузионное взаимодействие при нагреве титано-алюминиевых СКМ
1.4.2 Взаимодействие титана с расплавом алюминия
1.5 Способы получения титано-алюминиевых металлических и интерметаллидных композитов
1.5.1. Литые интерметаллидные титано-алюминиевые композиты
1.5.2. Композиты, полученные методом гранульной металлургии
1.5.3. Получение слоистых композитов прокаткой с последующей термической обработкой
1.5.4. Получение слоистых композитов из фольговых заготовок
1.5.5. Слоистые композиты, полученные напылением и наплавкой..
1.5.6.Получение слоистых композитов по комплексным технологиям, включающим сварку взрывом
1.6 Выводы к главе I и постановка задач исследования
Глава II. Материалы, оборудование и методы исследования
2.1 Исследуемые материалы
2.2 Сварка взрывом образцов
2.3 Прокатка образцов
2.4 Методика проведения исследований

Киселев О. С.
Кандидатская диссертация
Содержание
2.4.1 Приготовление шлифов
2.4.2 Металлографические исследования
2.4.3 Исследование диффузионных процессов
2.4.4 Микродюрометрические исследования
2.4.5 Рентгенографические исследования
2.4.5.Юпределение параметров тонкой структуры
2.4.5.2 Фазовый рентгеноструктурный анализ
2.4.6. Методика исследования теплопроводности
2.4.7. Атомно-силовая микроскопия
2.5 Моделирование процессов деформирования слоистых титаноалюминиевых композиционных материалов
2.6. Обработка результатов экспериментов
Выводы к главе II
Глава III. Исследование влияния диффузионных процессов на структуру и свойства титано-алюминиевых композиционных материалов
3.1 Структура и свойства интерметаллидных прослоек, полученных твердофазной диффузией в слоистых титано-алюминиевых композитах.
3.1.1 Влияние нагрева на кинетику роста диффузионных прослоек титано - алюминиевого композита
3.1.2 Распределение микротвердости при нагреве титаноалюминиевого композита
3.1.3 Исследование фазового состава интерметаллидной прослойки
в титано- алюминиевом композите
3.2 Структура и свойства слоистых титано-алюминиевых композитов, упрочненных частицами интерметаллидов
3.2.1 Влияние нагрева на кинетику роста диффузионных прослоек титано - алюминиевого композита
3.2.2 Распределение микротвердости при нагреве титано -алюминиевого композита
3.2.3 Исследование фазового состава интерметаллидной прослойки
в титано- алюминиевом композите
3.3 Теплопроводность интерметаллидных слоистых титано-алюминиевых композиционных материалов
3.3.1 Влияние интерметаллидной прослойки, полученной реактивной диффузией, на теплопроводность композита
3.3.2 Влияние интерметаллидной прослойки, полученной при взаимодействии титана с расплавом алюминия, на теплопроводность композита
3.4 Влияние напряженного состояния в процессе термической

Киселев О С.
Кандидатская диссертация
Содержание
обработки на кинетику роста интерметаллидной прослойки в КМ ВТ1-0-АД1-ВТ
Выводы к главе III
Глава IV. Исследование влияния термо-силовых воздействий на трансформацию структурно-механической неоднородности сваренного взрывом слоистого титано-алюминиевого композита
4.1 Трансформация структурно-механической неоднородности в титано-алюминиевом композите, полученном сваркой взрывом на завышенных режимах
4.1.1 Структурно-механическая неоднородность в сваренном взрывом на завышенных режимах титано-алюминиевом композите
4.1.2 Трансформация структурно-механической неоднородности в сваренном взрывом на завышенных режимах титано-алюминиевом композите при термическом воздействии
4.2 Исследование влияния локальных оплавленных участков на предельную деформационную способность титано-алюминиевого композита
4.2.1 Структурно-механическая неоднородность в сваренном взрывом на завышенных режимах титано-алюминиевом композите после неполной горячей прокатки
4.2.2 Трансформация структурно-механической неоднородности сва-ренного взрывом на завышенных режимах и подвергнутого неполной горячей прокатке титано-алюминиевого композита при термическом воздействии
4.3 Влияние степени обжатия при неполной горячей прокатке на структуру и свойства титано-алюминиевого композита
4.3.1 Влияние степени обжатия при неполной горячей прокатки на распределение деформаций в полученном сваркой прокаткой композите ВТ1-0-АД
4.3.2 Влияние степени пластической деформации при неполной горячей прокатке на микромеханические характеристики слоев полученного сваркой прокаткой композита ВТ 1-0 - АД
4.3.3 Влияние степени пластической деформации при неполной горячей прокатке на тонкую структуру слоев полученного сваркой прокаткой композита ВТ1-0 - АД
4.3.4. Зависимость кинетики диффузионных процессов от степени пластической деформации
Выводы к главе IV

Киселев О. С.
Кандидатская диссертация
Глава I

0 650 пз
^ 600 с: стз
§• 550 с

О 2 4 6 8 И) 12 14 16 18
время, ч
Рисунок 1.23. - Температурно-временная зависимость образования интерметаллидов в композите ОТ4-АД1-АМг6 [29].
Детальный анализ микроструктуры зоны сварного стыка разнородных соединений позволил авторам [54] представить начальные стадии образования и роста интерметаллидных фаз следующей схемой (рис. 1.24): взаимная диффузия контактирующих металлов с различной скоростью; возникновение локально пересыщенных твердых растворов вокруг дефектов кристаллического строения (а); образование первых центров новой фазы в дефектных участках с повышенной концентрацией диффундирующего элемента (б); поперечный рост центров интерметаллидной фазы вдоль плоскости стыка (в); смыкание и нормальный рост первой сплошной интерметаллидной прослойки (г); образование первых центров второй интерметаллидной фазы, продолжение нормального роста первой интерметаллидной прослойки (д); смыкание центров второй интерметаллидной прослойки за счет ее поперечного роста (е). Эта схема, реализующаяся в системах А1-Ре, А1-Си, пригодна и для других систем, но в конкретных системах могут иметься свои особенности.
Как указывают авторы [49-54], механические свойства сварных соединений существенно зависят от степени формирования интерметаллидной фазы и сохраняют удовлетворительный уровень лишь на начальных стадиях процесса, когда происходит только поперечный рост интерметаллидной фазы. С образованием сплошного слоя этой фазы механические свойства быстро ухудшаются по мере ее нормального роста.