Прочность композитов с сотовой структурой на основе NiAl

• Автор: Чертов, Сергей Сергеевич
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 116 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Глава 1. Аналитический обзор литературы

1.1. Интерметалл иды как основа нового типа сплавов.

1.2.Интерметшшиды упорядоченное состояние сплава

1.3. Пластичность, вязкость разрушения

1.3.1. Влияние легирования и микролегирования

на пластичность алюмипидов

1.3.2. Влияние размера зерна на пластичность алюмипидов

1.3.3. Пластичность и вязкость разрушения гетерофазных

сплавов на основе алюмипидов

1.4. Повышение характеристик прочности сплавов на основе алюмипидов.
1.4.1. Упрочнение при пластической деформации
и измельчение зерна.
1.4.2. Твердорастворное упрочнение алюмипидов
титана и никеля.
1.4.3. Упрочнение гетерофазй,х сплавов в зависимости от химического
и фазового состава, структуры и текстуры
1.4.4. Другие виды упрочнения
1.5. Жаростойкость интерметаллидов МА1
1.6. Нетрадиционные интерметалл иды.
1.7. Получение дисперсноупрочненных материалов
1.7.1. Методы получения порошковых смесей
1.8. Теоретическое обоснование
1.9. Краткие выводы и постановка задачи.
Глава 2. Материал и методика исследования.
2.1. Используемые материалы.
2.2. Приготовление смесей на ультразвуковой установке.
2.3. Получение монолитных образцов
2.4. Приготовление шлифов.
2.5. Определение параметров структуры.
2.6. Определение твердости но Виккерсу
2.7. Методика вакуумных отжигов.
2.8. Испытания на сжатие при высоких температурах.
2.9. Испытания на ползучесть
Глава 3. Результаты исследований и их обсуждение
3.1. Выявления эффекта от сотовой структуры.
3.1.1. Результаты исследования компактов без упрочнения
их дисперсными оксидами
3.1.2. Результаты исследования компактов,
упрочненных дисперсными оксидами.
3.2. Исследование температурно временной стабильности
композиционного материала с сотовой структурой.
3.2.1 Результаты эксперимента для интерметаллида МА
и композиционного материала с сотовой структурой.
3.2.2. Результаты эксперимента для интерметаллида А
с частицами У2СЬ.КО
3.3. Исследование жаростойкости композиционного маге риал а
с сотовой структурой на основе ЬЛА1
3.4. Исследование горячей прочности и ползучести композитов
с сотовой структурой
Список использованных источников


Дальнейшее увеличение их концентрации может вызвать появление в сплавах при определенных условиях их обработки и эксплуатации богатых тугоплавкими элементами избыточных фаз типа 5, г), ст и и, что приведет к противоположному результату — снижению как жаропрочности, так и термической стабильности /4/. Особый интерес представляли высокотемпературные сплавы, массовые детали из которых, такие как лопатки газовых турбин, элементы камер сгорания, створки регулируемого сопла и другие сложные фасонные тонкостенные изделия, могут быть изготовлены в рамках хорошо отработанного технологического процесса получения и обработки современных никелевых сплавов. Интерметаллиды - новый класс легких жаропрочных и жаростойких материалов, которые предназначены для работы в конструкциях при температурах 0 - °С, т. С) и никелевые (< °С) жаропрочные сплавы. Известны почти 0 двойных интерметаллидов с температурой плавления (Тпл) свыше °С (< °С) и более с Тпл= - °С /5,6,7/. Наиболее тугоплавкие из них имеют более высокие модули упругости (Е) Юнга (1 - 1 ГПа) и сдвига (Ст). Плотность интерметаллидов колеблется в широких пределах от 2, до - г/см3. Интерметаллиды имеют упорядоченную кристаллическую структуру различных типов ( структурный тип) /8/. Некоторые интерметаллиды (N А1, ТьМ) выгодно отличаются от металлов тем, что их предел текучести с повышением температуры до ~ 0 - 0 °С возрастает /5-/. Наиболее исследованными с точки зрения изученности природы материала, закономерностей легирования, формирования структуры, разработки способов получения и обработки являются алюминиды переходных металлов и, в частности, алюминиды титана и никеля, а среди них - >А1. Некоторые характеристики этих интерметаллидов в сравнении с таковыми для N1 и Т жаропрочных сплавов и некоторых других нетрадиционных материалов приведены в табл. Таблица 1. А1 LU 2 7, ? Ы1А1-Мо (эвт. НЬ-%(ат. Как видно из таблицы, интерметалл иды и, в частности, алюминиды титана и никеля с упорядоченной кристаллической структурой, имеют более высокие температуры плавления (Т'пл = - °С), модули упругости (Е = 0 - 4 ГПа), а также более низкую плотность (р=3,9 - 7,5 г/см3), чем жаропрочные сплавы на титановой, железной и никелевой основах (Гол = - °С, Е = 0 - 0 ГПа; р = 4,5 - 8,9 г/см3). Благодаря высокому содержанию А1 алюминиды не нуждаются или нуждаются в меньшей мере в защите от окисления на воздухе, или в продуктах сгорания топлива, так как обладают более высоким, чем у никелевых жаропрочных сплавов, сопротивлением газовой коррозии. Так, привес за 0 ч температурах , и К сплава ВКПА-1В составляет соответственно 7,5; 8,0 и 9,0 г/м2, тогда как для одного из наиболее распространенных в серийном производстве сплавов ЖСВМК за 0 ч при и К привес составляет и 0 г/м2 соответственно /,/. Алюминиды никеля могут работать и в других активных средах, например углерод-содержащих. Из-за меньшей плотности интерметаллидные сплавы имеют лучшие значения удельной жаропрочности при высоких температурах //. Замена жаропрочных сплавов на основе титана, никеля и железа на материалы из алюминидов никеля (Ni3Al, NiAl ) и композиционные материалы с матрицей на их основе позволят снизить массу статических деталей на - %, а для быстроходных и быстровра-щающихся деталей в дополнение к этому уменьшить нагрузки от инерционных сил и, как следствие, повысить мощность, экономичность и ресурс эксплуатации двигателей на - %. Применение алюминидов никеля дает возможность повысить на 0 - 0°С рабочие температуры деталей по сравнению с изготовленными из никелевых сплавов или снизить массу деталей при замене никелевых сплавов, увеличить срок службы и надежность работы изделий благодаря повышенной жаростойкости, повысить КПД на 5 - %, а также снизить трудоемкость изготовления деталей, в том числе за счет замены охлаждаемых конструкций ие-охлаждаемыми. Аналогичное преимущество обеспечивает использование алюминидов титана взамен жаропрочных титановых сплавов /-/. Тщ,. В настоящее время в целях максимальной реализации свойств, заложенных в интер-меташшдах, и наиболее полном доведении интерметаллидов до промышленного производства и применения, получили развитие три основных взаимосвязанных направления работ, целью которых является решение указанных задач.