Механічні властивості порошкового матеріалу Тi₄₆Nb₄Та₄Al₄₆, отриманого імпульсним гарячим пресуванням

Механічні властивості порошкового матеріалу Тi₄₆Nb₄Та₄Al₄₆, отриманого імпульсним гарячим пресуванням

Досліджено декілька режимів імпульсного гарячого пресування, застосованих для отримання матеріалів складу Тi₄₆Nb₄Та₄Al₄₆. Виявлено, що найкращий комплекс механічних властивостей в широкому діапазоні температур випробування 20—750 °С спостерігається на пресовках, продеформованих за 1440 °С. Витримка...

Full description

Saved in:
Bibliographic Details
Published in:Электронная микроскопия и прочность материалов
Date:2014
Main Authors: Подрезов, Ю.М., Ремез, М.В., Лаптєв, А.В., Толочин, О.І., Голтвяниця, С.К.
Format: Article
Language:Ukrainian
Published: Інститут проблем матеріалознавства ім. І.М. Францевича НАН України 2014
Online Access:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/114287
Tags: Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Cite this:Механічні властивості порошкового матеріалу Тi₄₆Nb₄Та₄Al₄₆, отриманого імпульсним гарячим пресуванням / Ю.М. Подрезов, М.В. Ремез, А.В. Лаптєв, О.І. Толочин, С.К. Голтвяниця // Электронная микроскопия и прочность материалов: Сб. научн . тр. — К.: ІПМ НАН України, 2014. — Вип. 20. — С. 100-107. — Бібліогр.: 7 назв. — укр.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-114287
record_format dspace
spelling Подрезов, Ю.М.
Ремез, М.В.
Лаптєв, А.В.
Толочин, О.І.
Голтвяниця, С.К.
2017-03-05T18:34:18Z
2017-03-05T18:34:18Z
2014
Механічні властивості порошкового матеріалу Тi₄₆Nb₄Та₄Al₄₆, отриманого імпульсним гарячим пресуванням / Ю.М. Подрезов, М.В. Ремез, А.В. Лаптєв, О.І. Толочин, С.К. Голтвяниця // Электронная микроскопия и прочность материалов: Сб. научн . тр. — К.: ІПМ НАН України, 2014. — Вип. 20. — С. 100-107. — Бібліогр.: 7 назв. — укр.
XXXX-0048
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/114287
669.295:620.171
Досліджено декілька режимів імпульсного гарячого пресування, застосованих для отримання матеріалів складу Тi₄₆Nb₄Та₄Al₄₆. Виявлено, що найкращий комплекс механічних властивостей в широкому діапазоні температур випробування 20—750 °С спостерігається на пресовках, продеформованих за 1440 °С. Витримка перед пресуванням підвищує міцність пресовок, але знижує пластичність. За результатами вимірювання гарячої твердості встановлено, що жароміцність такої пресовки зберігається до 900 °С і за цієї температури твердість становить майже 3 ГПа.
Исследовано несколько режимов импульсного горячего прессования, примененных для получения материалов состава Тi₄₆Nb₄Та₄Al₄₆. Выявлено, что наилучший комплекс механических свойств в широком диапазоне температур испытания 20—750 °С наблюдается на прессовках, продеформированных при 1440 °С. Выдержка перед прессованием повышает прочность прессовок, но снижает пластичность. По результатам испытания горячей твердости установлено, что жаропрочность такой прессовки сохраняется до 900 °С и при этой температуре твердость составляет почти 3 ГПа.
Several modes of pulsed hot pressing were investigate for obtained materials Тi₄₆Nb₄Та₄Al₄₆. The best balance of mechanical properties over a wide temperature range 20—750 °C of testing was observed in samples deformed at 1440 °С. Prior annealing before pressing increases the strength but reduces the ductility. The hot hardness testing results revealed that the high-temperature strength of these samples is conserved up to 900 °C. The hardness at such temperature reaches almost 3 GPa.
uk
Інститут проблем матеріалознавства ім. І.М. Францевича НАН України
Электронная микроскопия и прочность материалов
Механічні властивості порошкового матеріалу Тi₄₆Nb₄Та₄Al₄₆, отриманого імпульсним гарячим пресуванням
Механические свойства порошкового материала Тi₄₆Nb₄Та₄Al₄₆, полученного импульсным горячим прессованием
The mechanical properties of powder material Тi₄₆Nb₄Та₄Al₄₆ obtained by pulsed hot pressing
Article
published earlier
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
title Механічні властивості порошкового матеріалу Тi₄₆Nb₄Та₄Al₄₆, отриманого імпульсним гарячим пресуванням
spellingShingle Механічні властивості порошкового матеріалу Тi₄₆Nb₄Та₄Al₄₆, отриманого імпульсним гарячим пресуванням
Подрезов, Ю.М.
Ремез, М.В.
Лаптєв, А.В.
Толочин, О.І.
Голтвяниця, С.К.
title_short Механічні властивості порошкового матеріалу Тi₄₆Nb₄Та₄Al₄₆, отриманого імпульсним гарячим пресуванням
title_full Механічні властивості порошкового матеріалу Тi₄₆Nb₄Та₄Al₄₆, отриманого імпульсним гарячим пресуванням
title_fullStr Механічні властивості порошкового матеріалу Тi₄₆Nb₄Та₄Al₄₆, отриманого імпульсним гарячим пресуванням
title_full_unstemmed Механічні властивості порошкового матеріалу Тi₄₆Nb₄Та₄Al₄₆, отриманого імпульсним гарячим пресуванням
title_sort механічні властивості порошкового матеріалу тi₄₆nb₄та₄al₄₆, отриманого імпульсним гарячим пресуванням
author Подрезов, Ю.М.
Ремез, М.В.
Лаптєв, А.В.
Толочин, О.І.
Голтвяниця, С.К.
author_facet Подрезов, Ю.М.
Ремез, М.В.
Лаптєв, А.В.
Толочин, О.І.
Голтвяниця, С.К.
publishDate 2014
language Ukrainian
container_title Электронная микроскопия и прочность материалов
publisher Інститут проблем матеріалознавства ім. І.М. Францевича НАН України
format Article
title_alt Механические свойства порошкового материала Тi₄₆Nb₄Та₄Al₄₆, полученного импульсным горячим прессованием
The mechanical properties of powder material Тi₄₆Nb₄Та₄Al₄₆ obtained by pulsed hot pressing
description Досліджено декілька режимів імпульсного гарячого пресування, застосованих для отримання матеріалів складу Тi₄₆Nb₄Та₄Al₄₆. Виявлено, що найкращий комплекс механічних властивостей в широкому діапазоні температур випробування 20—750 °С спостерігається на пресовках, продеформованих за 1440 °С. Витримка перед пресуванням підвищує міцність пресовок, але знижує пластичність. За результатами вимірювання гарячої твердості встановлено, що жароміцність такої пресовки зберігається до 900 °С і за цієї температури твердість становить майже 3 ГПа. Исследовано несколько режимов импульсного горячего прессования, примененных для получения материалов состава Тi₄₆Nb₄Та₄Al₄₆. Выявлено, что наилучший комплекс механических свойств в широком диапазоне температур испытания 20—750 °С наблюдается на прессовках, продеформированных при 1440 °С. Выдержка перед прессованием повышает прочность прессовок, но снижает пластичность. По результатам испытания горячей твердости установлено, что жаропрочность такой прессовки сохраняется до 900 °С и при этой температуре твердость составляет почти 3 ГПа. Several modes of pulsed hot pressing were investigate for obtained materials Тi₄₆Nb₄Та₄Al₄₆. The best balance of mechanical properties over a wide temperature range 20—750 °C of testing was observed in samples deformed at 1440 °С. Prior annealing before pressing increases the strength but reduces the ductility. The hot hardness testing results revealed that the high-temperature strength of these samples is conserved up to 900 °C. The hardness at such temperature reaches almost 3 GPa.
issn XXXX-0048
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/114287
citation_txt Механічні властивості порошкового матеріалу Тi₄₆Nb₄Та₄Al₄₆, отриманого імпульсним гарячим пресуванням / Ю.М. Подрезов, М.В. Ремез, А.В. Лаптєв, О.І. Толочин, С.К. Голтвяниця // Электронная микроскопия и прочность материалов: Сб. научн . тр. — К.: ІПМ НАН України, 2014. — Вип. 20. — С. 100-107. — Бібліогр.: 7 назв. — укр.
work_keys_str_mv AT podrezovûm mehaníčnívlastivostíporoškovogomateríaluti46nb4ta4al46otrimanogoímpulʹsnimgarâčimpresuvannâm
AT remezmv mehaníčnívlastivostíporoškovogomateríaluti46nb4ta4al46otrimanogoímpulʹsnimgarâčimpresuvannâm
AT laptêvav mehaníčnívlastivostíporoškovogomateríaluti46nb4ta4al46otrimanogoímpulʹsnimgarâčimpresuvannâm
AT toločinoí mehaníčnívlastivostíporoškovogomateríaluti46nb4ta4al46otrimanogoímpulʹsnimgarâčimpresuvannâm
AT goltvânicâsk mehaníčnívlastivostíporoškovogomateríaluti46nb4ta4al46otrimanogoímpulʹsnimgarâčimpresuvannâm
AT podrezovûm mehaničeskiesvoistvaporoškovogomaterialati46nb4ta4al46polučennogoimpulʹsnymgorâčimpressovaniem
AT remezmv mehaničeskiesvoistvaporoškovogomaterialati46nb4ta4al46polučennogoimpulʹsnymgorâčimpressovaniem
AT laptêvav mehaničeskiesvoistvaporoškovogomaterialati46nb4ta4al46polučennogoimpulʹsnymgorâčimpressovaniem
AT toločinoí mehaničeskiesvoistvaporoškovogomaterialati46nb4ta4al46polučennogoimpulʹsnymgorâčimpressovaniem
AT goltvânicâsk mehaničeskiesvoistvaporoškovogomaterialati46nb4ta4al46polučennogoimpulʹsnymgorâčimpressovaniem
AT podrezovûm themechanicalpropertiesofpowdermaterialti46nb4ta4al46obtainedbypulsedhotpressing
AT remezmv themechanicalpropertiesofpowdermaterialti46nb4ta4al46obtainedbypulsedhotpressing
AT laptêvav themechanicalpropertiesofpowdermaterialti46nb4ta4al46obtainedbypulsedhotpressing
AT toločinoí themechanicalpropertiesofpowdermaterialti46nb4ta4al46obtainedbypulsedhotpressing
AT goltvânicâsk themechanicalpropertiesofpowdermaterialti46nb4ta4al46obtainedbypulsedhotpressing
first_indexed 2025-11-25T23:28:31Z
last_indexed 2025-11-25T23:28:31Z
_version_ 1850583603205898240
fulltext 100 УДК 669.295:620.171 Механічні властивості порошкового матеріалу Ті46Nb4Та4Al46, отриманого імпульсним гарячим пресуванням Ю. М. Подрезов, М. В. Ремез, А. В. Лаптєв, О. І. Толочин, С. К. Голтвяниця Інститут проблем матеріалознавства ім. І. М. Францевича НАН України, Київ, e-mail: yupodrezov@mail.ru Досліджено декілька режимів імпульсного гарячого пресування, застосованих для отримання матеріалів складу Ті46Nb4Та4Al46. Виявлено, що найкращий комплекс механічних властивостей в широкому діапазоні температур випробування 20— 750 оС спостерігається на пресовках, продеформованих за 1440 оС. Витримка перед пресуванням підвищує міцність пресовок, але знижує пластичність. За результатами вимірювання гарячої твердості встановлено, що жароміцність такої пресовки зберігається до 900 оС і за цієї температури твердість становить майже 3 ГПа. Ключові слова: γ-фаза, TiAl, імпульсне гаряче пресування, міцність, твердість. Вступ В останні два десятиліття сплави на основі TiAl завдяки їх високим механічним характеристикам почали застосовувати для виготовлення елементів конструкцій авіаційної та космічної техніки [1, 2]. У нашій попередній роботі досліджено двофазні γ + α2-сплави на основі γ-TiAl систем Ti—Nb—Al, Ti—Ta—Al та Ti—Nb—Ta—Al [3]. З-поміж потрійних сплавів найкраще поєднання міцності та пластичності при кімнатній та підвищених температурах мали сплави Ti46Nb8Al46 і Ti46Та8Al46. При 800 оС механічні властивості цих сплавів сягають таких значень: σ0,2 — до 1050 МПа і ε — до 8—13% при стисненні, однак при 200—600 оС їх пластичність знижується до 2—4% [3]. За кімнатної температури досліджено чотирикомпонентні сплави складів Ті47Nb8-хТахAl45 та Ті47Nb8-хТахAl45 (де х — 2, 4 або 6), які виявили високі механічні властивості. Сплав із 47% (ат.) Al мав дещо більшу пластичність, а з 45% (ат.) Al — значно вищі значення границі текучості. Сплав Ті47Nb4Та4Al45 при стисненні за кімнатної температури продемонстрував наступні властивості: σ0,2 = 1043 МПа, σв = 1612 МПа і εпл = 12,4% [3]. Завдяки високій жароміцності зазначені сплави заслуговують на подальше вивчення, зокрема дослідження зменшення розміру зерна в порівнянні з литим станом (300 мкм), що повинно позитивно вплинути на низькотемпературну міцність та пластичність. Порошкові технології дозволяють диспергувати структуру, особливо це стосується імпульсного гарячого пресування (ІГП), коли процес подрібнення структури контролюється динамічною рекристалізацією [4]. © Ю. М. Подрезов, М. В. Ремез, А. В. Лаптєв, О. І. Толочин, С. К. Голтвяниця, 2014 101 Мета даної роботи — отримати порошки сплаву Ті46Nb4Та4Al46 із зливку подрібненням та імпульсним гарячим пресуванням з подальшим дослідженням впливу технологічних режимів на комплекс механічних характеристик. Вихідні матеріали та методика дослідження Вихідний зливок сплаву Ті46Nb4Та4Al46 отримали електронно-променевим плавленням з наступних компонентів: йодидного титану (99,9% (мас.) Ti), кускового алюмінію (99,99% (мас.) Al), ніобію НБШ-00 (99,9% (мас.) Nb) і танталу (99,9% (мас.) Ta), використовуючи лігатури. Зливки виплавлено масою 200 г. З частини зливків виготовили зразки для механічних випробувань, а іншу частину переробили на стружку точінням або на порошок додатковим подрібненням стружки за допомогою спеціального ковадла. Отриманий порошок розділили на фракції й для подальшого дослідження використали мілку фракцію порошку –0125. З одержаного порошку холодним пресуванням готували вихідні пресовки діаметром 25 мм та висотою 15 мм з пористістю 20%. Ці зразки нагрівали в установці для ІГП та витримували при температурі штампування 20 хв, після чого проводили саме штампування за різними режимами впродовж 10-3 с. За політермічними перерізами Ti47Nb8Al45— Ti47Та8Al45 та Ti45Nb8Al47—Ti45Та8Al45 в роботі [3] оцінено температурний інтервал для проведення ІГП: від початку стабільності двофазного стану α + γ (1130 оС) до температури початку плавлення (1525 оС). Для дослід- ження впливу попереднього відпалу частину зразків перед пресуванням витримували при температурах вище температури існування γ-фази впродовж 0,5 год. З урахуванням варіювання умов відпалу та спікання вибрано 5 режимів обробки, що наведені в табл. 1. Після ІГП зразки мали циліндричну форму діаметром 27 мм та висотою 11 мм. На всіх зразках виміряли кінцеву пористість, яка складала 1 ± 0,3%. Враховуючи, що початкова пористість зразків була 20%, ступінь деформації зразків при зміні пористості пресовки визначили за формулою es = 4/3[(θвих)1/2 – (θкін)1/2], (1) де es — деформація; θвих, θкін — вихідна та кінцева пористість пресовки. За вибраних умов деформація в досліджених зразках сягала es = 0,4— 0,5, а швидкість деформації під час ІГП — ~200 с-1. Згідно з уявленнями про умови динамічної рекристалізації [5—7], зазначені технологічні параметри сприятливі для реалізації цього механізму. Т а б л и ц я 1. Вихідний матеріал і режими імпульсного гарячого пресування Номер зразка Вихідний матеріал Режим термообробки Температура штампування, оС 1 Стружка 1250 оС, 15 хв + 1410 оС, 15 хв 1440 2 Порошок 1250 оС, 15 хв + 1410 оС, 15 хв 1440 3 Порошок — 1440 4 Порошок — 1350 5 Стружка — 1250 102 З отриманих пресовок вирізали зразки стандартних розмірів для проведення комплексу механічних випробувань. Тестування на тріщиностійкість та згин виконали за триточковою схемою навантаження за кімнатної температури на машині Ceramtest при швидкості відносної деформації 2·10-4 с-1 на зразках стандартних розмірів 3×5×25 мм. Атомно- гостру тріщину вводили електроерозійним методом. Випробування на стиснення проводили на машині У22-52 в інтервалі температур від кімнатної до 750 оС зі швидкістю відносної деформації 0,5·10-3 с-1 на прямокутних зразках розмірами 3×3×5 мм. Структуру зразків досліджу- вали методами оптичної та трансмісійної електронної мікроскопії (ТЕМ). Результати випробувань та їх обговорення Дослідження литих зразків Литу частину зливку розрізали на три шари (зверху вниз № 1—3 відповідно), припускаючи можливу мікронеоднорідність та структурні зміни по перерізу. З кожного шару виготовлено зразки для випробування на згин. Результати випробувань зразків кожного шару наведені в табл. 2 та на рис. 1. Оскільки при згині деформація в момент руйнування не перевищує 0,1%, на досліджених зразках неможливо визначити границю текучості (яка вимірюється при 0,2% деформації). Враховуючи це, в табл. 2 наведено значення границі пропорційності, що визначена при деформації 0,01%, та руйнуючого напруження. За своїми властивостями досліджені чотириком- понентні зливки подібні до зливків, проаналізованих в роботі [3]. Вони малопластичні, демонструють тріщиностійкість на рівні 15—20 МПа·м1/2, характерну для цього класу матеріалів. Дещо гірші властивості нижнього шару свідчать про його більшу забрудненість та мікронеоднорідність. Тому в наступних експериментах на стиснення та при переробці зливку в порошок його нижню частину не використовували. Для вивчення температурної залежності границі текучості дослід- женого матеріалу в литому стані проведено експерименти на стиснення Т а б л и ц я 2. Результати механічних випробувань на згин зразків литого сплаву Ті46Al46Nb4Та4 Шар E, ГПа σ001, МПа σв, МПа εпл, % K1с, МПа·м1/2 1 154 498 625 0,060 19,5 2 152 464 547 0,036 18,8 3 176 439 550 0,037 12,8 Рис. 1. Діаграма навантаження при випробуванні на згин зразків сплаву Ті46Nb4Та4Al46, виготовлених з різних шарів зливку: верхнього (–––), середнього (- - -) та нижнього (·······). епл 103 а б Рис. 2. Температурна залежність механічних властивостей литих зразків Ті46Nb4Та4Al46: а — границі міцності σт (—) та текучості σ0,2 (---); б — пластичність. Рис. 3. Мікроструктура литого сплаву Ті46Nb4Та4Al46. в діапазоні температур від кімнатної до 600 оС. Результати досліджень наведені на рис. 2. При всіх температурах випробувань границя текучості дослідженого литого сплаву Ті46Nb4Та4Al46 σ0,2 = 800—1000 МПа знаходиться на рівні найкращих литих чотирикомпонентних сплавів Ті45Nb8-xТаxAl47 і Ті47Nb8-xТаxAl45 [3]. Сплав демонструє співрозмірні з чотирикомпо- нентними сплавами параметри пластичності із характерним для них зниженням деформації до руйнування в діапазоні 300—500 оС. На литих зразках за допомогою ТЕМ вивчено мікроструктуру. Як видно на рис. 3, мікроструктура сплаву складається з характерних пластин α2- та γ-фаз. На знімках присутні смуги ковзання та двійники, що простягаються з міжфазних границь в γ-фазу. Це є характерною ознакою сплавів на основі інтерметаліду ТіAl, легованих ніобієм. Дослідження порошкових зразків Проведено аналіз результатів механічних випробувань порошкового сплаву Ті46Nb4Та4Al46, продеформованого за різними режимами ІГП. Оскільки в кожному експерименті варіюються декілька технологічних позицій (метод подрібнення, термообробка та температура пресування), інтерпретація результатів надається не у вигляді графічних залежностей, а у вигляді номограм. Механічні характеристики при випробуваннях на згин при кімнатній температурі зафіксовані в момент руйнування, тому ці результати використані переважно для аналізу впливу умов ІГП на схильність до крихкого руйнування. При випробуваннях на стиснення найбільш важливим є дослідження процесів зміцнення. Ці експерименти 0,5 мкм α2 γ 0,3 мкм α2 γ 104 виявляють вплив структури та технологічних параметрів на границю текучості при кімнатній та підвищених температурах. Випробування на згин та тріщиностійкість Результати досліджень низькотемпературної крихкості наведені на рис. 4. Найнижчу пластичність (рис. 4, б) демонструють зразки 1 та 2, які витримували при підвищених температурах впродовж тривалого часу. Найбільш вірогідніша причина окрихчення — проникнення надлишкового вуглецю з графітової прес-форми-нагрівача в тіло пресовки через відкриті пори. Зразки, що не піддавались попередній термообробці, продемон- стрували більшу пластичність — ~0,01%. Пластичність дещо збільшується з підвищенням температури пресування. Руйнуюче напруження (рис. 4, в) демонструє таку саму тенденцію через високу швидкість зміцнення на початковій ділянці кривої навантаження. Вплив параметрів пресування на тріщиностійкість якісно інший. Найбільшу тріщиностійкість демон- струють саме відпалені зразки. Отримані значення співрозмірні з даними випробувань литих сплавів. В зразках, які не відпалювали, тріщино- стійкість дещо нижча. Такий характер зміни тріщиностійкості, очевидно, вказує на те, що вуглець зменшує пластичність не через погіршення якості контакту, а через проникнення в тіло порошинок, де його наявність сприяє формуванню крихких карбідних фаз. Виявлений ефект окрихчення відпалених зразків потребує подальшого ретельного структурного аналізу. Випробування на стиснення На рис. 5 наведено значення границь текучості та міцності і дефор- мації до руйнування зразків, отриманих за різними режимами ІГП, за ре- Рис. 4. Механічні властивості зразків сплаву Ті46Nb4Та4Al46, оброблених за різними режимами імпульсного гаря- чого пресування, при випробуваннях на тріщиностійкість та згин. К 1с , 105 Рис. 5. Механічні властивості за темпе- ратур 20 (□), 600 (■) та 750 оС (■) зразків сплаву Ті46Nb4Та4Al46, оброблених за різними режимами ІГП, за результатами випробування на стиснення. зультами випробування на стис- нення при різних температурах. Найвищі властивості при стисненні демонструють зразки, отримані подрібненням порошку та ущільненням ІГП при температурі 1400 оС (зразки 2 та 3). Наявність або відсутність попереднього відпалу практично не впливають на характеристики зміцнення. Як і у випадку згину, пластичність значно вища у невідпаленого сплаву при всіх температурах випробувань. Зазначимо, що за отриманими значеннями границі текучості ці зразки суттєво переважають литі сплави, але поступаються їм за пластичністю. Зміна технології отримання порошку або зменшення температури гарячої деформації знижують рівень механічних властивостей, особливо при високотемпературних випробуваннях. Причину можна пояснити появою в цих деформованих пресовках небажаних фазових складових, які виникають або при деформації поблизу фазового переходу, або під час наступного охолодження в області фазових перетворень. Наприклад, формування надлишку крихкої α2-фази, яка, згідно з політермічними перерізами Ti47Nb8Al45—Ti47Та8Al45 та Ti45Nb8Al47—Ti45Та8Al45 з роботи [3], існує в рівноважному стані нижче температури 1130 оС. Дослідження температурної залежності твердості Для дослідження високотемпературної поведінки отриманих сплавів вивчали гарячу твердість. Експерименти виконали на найбільш жаро- міцному зразку 2 та на зразку 5, продеформованому при найнижчій температурі. Результати досліджень (рис. 6) показали, що сплав, отрима- ний ІГП при вищій температурі, демонструє більшу твердість в усьому дослідженому інтервалі температур. При відносно низьких температурах випробувань (до 700 оС) його твердість вища на 10—15%, а при подальшому підвищенні температури різниця зростає і співвідношення значень твердості різниться практично вдвічі за температур 800—900 оС. 106 Рис. 6. Температурна залежність твер- дості для зразків 2 ( ) та 5 ( ). Зразок, що продеформований при 1250 оС, починає знеміцнюватись при 650 оС, тоді як попередньо відпалений та продеформований при 1440 оС демонструє твердість 2790 МПа за температури 900 оС. Такі параметри жароміцності є найвищими не тільки серед дослідженого класу матеріалів, але й одними з найбільших для всіх досліджених інтер- металідних та евтектичних титанових сплавів. Висновки Використання порошкової технології отримання легованих сплавів на основі інтерметаліду TiAl із застосуванням імпульсного гарячого пресування дозволяє значно підвищити міцність при стисненні як при 20 оС, так і при 750 оС без значного зниження пластичності у порівнянні з литими сплавами. Серед досліджених зразків кращий комплекс механічних властивостей виявив зразок 4, для якого ІГП здійснювалось при 1440 оС. При стисненні за 20 оС він продемонстрував σ0,2 = 1660 МПа, σв = 2144 МПа і ε = 4,63%; при 750 оС — σ0,2 = 1222 МПа, σв = 1655 МПа і ε = 6,33%. При випробуванні на згин: К1с = 9,5 МПа·м½, σв = 950 МПа та εпл = 0,01%. Попередній відпал пресовки за режимом 1250 оС, 15 хв + 1410 оС, 15 хв перед ІГП при 1440 оС додатково підвищує міцність, але знижує пластич- ність пресовок. Висока жароміцність зберігається до температури 900 оС, при якій гаряча твердість пресовки становить 2,79 ГПа. 1. Wu X. Review of alloy and process development of TiAl alloys // Intermetallics. — 2006. — 14. — P. 1114—1122. 2. Lapin J. TiAl-based alloys: Present status and future perspectives // Proc. of 18th Internat. Metall. сonf. — Hradec nad Moravicí, Ostrava, Tanger (Czech Republic, May 2009). — P. 1—12. 3. Бондар А. А. Структура та властивості титан-алюмінідних сплавів, легованих ніобієм і танталом / [А. А. Бондар, В. Т. Вітусевич, У. Xехт, М. В. Ремез та ін.] // Порошковая металлургия. — 2011. — № 7—8. — С. 25—46. 4. Подрезов Ю. Н. Диспергирование структуры порошкового титана при опти- мальных режимах импульсной горячей деформации / [Ю. Н. Подрезов, В. А. На- заренко, А. В. Лаптев и др.] // Там же. — 2012. — № 1—2. — С. 75—85. 5. Берштейн М. Л. Діаграми гарячої деформації, структура і властивості сталей / [М. Л. Берштейн, С. В. Добаткин, Л. М. Капуткина, С. Д. Прокотячий]. — М. : Металлургия, 1989. — 544 с. 6. Подрезов Ю. Н. Структурные изменения при высокотемпературной пласти- ческой деформации порошковых быстрорежущих сталей / [Ю. Н. Подрезов, В. А. Штакун, Н. М. Даниленко и др.] // Порошковые инструменталь- ные стали. — К. : Ин-т пробл. материаловедения НАН Украины, 1992. — С. 72—77. 7. Гогаев К. А. Определение величины сопротивления деформации при горячей обработке давлением порошковых быстрорежущих сталей / [К. А. Гогаев, В. А. Штакун, В. С. Кропелев и др.] // Порошковые быстрорежущие стали. — К. : Ин-т пробл. материаловедения АН УССР, 1990. — С. 88—96. Тв ер ді ст ь, Г П а 107 Механические свойства порошкового материала Тi46Nb4Та4Al46, полученного импульсным горячим прессованием Ю. М. Подрезов, М. В. Ремез, А. В. Лаптев, А. И. Толочин, С. К. Голтвяница Исследовано несколько режимов импульсного горячего прессования, примененных для получения материалов состава Тi46Nb4Та4Al46. Выявлено, что наилучший комплекс механических свойств в широком диапазоне температур испытания 20—750 оС наблюдается на прессовках, продеформированных при 1440 оС. Выдержка перед прессованием повышает прочность прессовок, но снижает пластичность. По результатам испытания горячей твердости установлено, что жаропрочность такой прессовки сохраняется до 900 оС и при этой температуре твердость составляет почти 3 ГПа. Ключевые слова: γ-фаза, TiAl, импульсное горячее прессование, прочность, твердость. The mechanical properties of powder material Тi46Nb4Та4Al46 obtained by pulsed hot pressing Y. M. Podrezov, M. V. Remez, A. V. Laptev, A. I. Tolochyn, S. K. Goltvyanitsa Several modes of pulsed hot pressing were investigate for obtained materials Тi46Nb4Та4Al46. The best balance of mechanical properties over a wide temperature range 20—750 °C of testing was observed in samples deformed at 1440 oC. Prior annealing before pressing increases the strength but reduces the ductility. The hot hardness testing results revealed that the high-temperature strength of these samples is conserved up to 900 °C. The hardness at such temperature reaches almost 3 GPa. Keywords: γ-phase, TiAl, pulsed hot pressing, strength, hardness.

Similar Items