Влияние легирования бором и лантаном на структуру и свойства сплава на основе интерметаллидного соединения TiAl
Представлены результаты исследований сплавов на основе интерметаллидного соединения TiAl. Слитки получены способом электронно-лучевой плавки с применением промежуточной емкости. Изучено влияние дополнительного легирования бором и лантаном, а также термодеформации и термической обработки на структуро...
Gespeichert in:
| Datum: | 2014 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
2014
|
| Schriftenreihe: | Современная электрометаллургия |
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/96870 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Влияние легирования бор / Г.М. Григоренко, С.В. Ахонин, А.Ю. Северин, В.А. Березос, С.Г. Григоренко // Современная электрометаллургия. — 2014. — № 2 (115). — С. 15-20. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-96870 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-968702025-02-09T16:45:09Z Влияние легирования бором и лантаном на структуру и свойства сплава на основе интерметаллидного соединения TiAl Effect of alloying with boron and lanthanum on structure and properties of alloy on base of intermetallic compound TiAl Григоренко, Г.М. Ахонин, С.В. Северин, А.Ю. Березос, В.А. Григоренко, С.Г. Электронно-лучевые процессы Представлены результаты исследований сплавов на основе интерметаллидного соединения TiAl. Слитки получены способом электронно-лучевой плавки с применением промежуточной емкости. Изучено влияние дополнительного легирования бором и лантаном, а также термодеформации и термической обработки на структурообразование, механические свойства и жаропрочность модельных сплавов. Введение в сплав бора и лантана способствует измельчению структурных составляющих, а также повышению его твердости, жаропрочности и механических свойств. Установлено, что структура, полученная после дополнительной термической обработки, обеспечивает наилучшее сочетание механических и технологических свойств исследуемого сплава. Presented are the results of investigations of alloys on base of intermetallic compound TiAl. Ingots were produced by the method of electron beam cold hearth melting. The effect of additional alloying with boron and lanthanum, as well as thermal deformation and heat treatment on structure formation, mechanical properties and high-temperature strength of model alloys was studied. Adding of boron and lanthanum into alloy contributes to refining of structural components, as well as to increase in its hardness, high-temperature strength and mechanical properties. It was found that the structure, produced after additional heat treatment, will provide the best combination of mechanical and technological properties of alloy being studied. 2014 Article Влияние легирования бор / Г.М. Григоренко, С.В. Ахонин, А.Ю. Северин, В.А. Березос, С.Г. Григоренко // Современная электрометаллургия. — 2014. — № 2 (115). — С. 15-20. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. 0233-7681 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/96870 669.187.526 ru Современная электрометаллургия application/pdf Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Электронно-лучевые процессы Электронно-лучевые процессы |
| spellingShingle |
Электронно-лучевые процессы Электронно-лучевые процессы Григоренко, Г.М. Ахонин, С.В. Северин, А.Ю. Березос, В.А. Григоренко, С.Г. Влияние легирования бором и лантаном на структуру и свойства сплава на основе интерметаллидного соединения TiAl Современная электрометаллургия |
| description |
Представлены результаты исследований сплавов на основе интерметаллидного соединения TiAl. Слитки получены способом электронно-лучевой плавки с применением промежуточной емкости. Изучено влияние дополнительного легирования бором и лантаном, а также термодеформации и термической обработки на структурообразование, механические свойства и жаропрочность модельных сплавов. Введение в сплав бора и лантана способствует измельчению структурных составляющих, а также повышению его твердости, жаропрочности и механических свойств. Установлено, что структура, полученная после дополнительной термической обработки, обеспечивает наилучшее сочетание механических и технологических свойств исследуемого сплава. |
| format |
Article |
| author |
Григоренко, Г.М. Ахонин, С.В. Северин, А.Ю. Березос, В.А. Григоренко, С.Г. |
| author_facet |
Григоренко, Г.М. Ахонин, С.В. Северин, А.Ю. Березос, В.А. Григоренко, С.Г. |
| author_sort |
Григоренко, Г.М. |
| title |
Влияние легирования бором и лантаном на структуру и свойства сплава на основе интерметаллидного соединения TiAl |
| title_short |
Влияние легирования бором и лантаном на структуру и свойства сплава на основе интерметаллидного соединения TiAl |
| title_full |
Влияние легирования бором и лантаном на структуру и свойства сплава на основе интерметаллидного соединения TiAl |
| title_fullStr |
Влияние легирования бором и лантаном на структуру и свойства сплава на основе интерметаллидного соединения TiAl |
| title_full_unstemmed |
Влияние легирования бором и лантаном на структуру и свойства сплава на основе интерметаллидного соединения TiAl |
| title_sort |
влияние легирования бором и лантаном на структуру и свойства сплава на основе интерметаллидного соединения tial |
| publisher |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України |
| publishDate |
2014 |
| topic_facet |
Электронно-лучевые процессы |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/96870 |
| citation_txt |
Влияние легирования бор / Г.М. Григоренко, С.В. Ахонин, А.Ю. Северин, В.А. Березос, С.Г. Григоренко // Современная электрометаллургия. — 2014. — № 2 (115). — С. 15-20. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. |
| series |
Современная электрометаллургия |
| work_keys_str_mv |
AT grigorenkogm vliânielegirovaniâboromilantanomnastrukturuisvojstvasplavanaosnoveintermetallidnogosoedineniâtial AT ahoninsv vliânielegirovaniâboromilantanomnastrukturuisvojstvasplavanaosnoveintermetallidnogosoedineniâtial AT severinaû vliânielegirovaniâboromilantanomnastrukturuisvojstvasplavanaosnoveintermetallidnogosoedineniâtial AT berezosva vliânielegirovaniâboromilantanomnastrukturuisvojstvasplavanaosnoveintermetallidnogosoedineniâtial AT grigorenkosg vliânielegirovaniâboromilantanomnastrukturuisvojstvasplavanaosnoveintermetallidnogosoedineniâtial AT grigorenkogm effectofalloyingwithboronandlanthanumonstructureandpropertiesofalloyonbaseofintermetalliccompoundtial AT ahoninsv effectofalloyingwithboronandlanthanumonstructureandpropertiesofalloyonbaseofintermetalliccompoundtial AT severinaû effectofalloyingwithboronandlanthanumonstructureandpropertiesofalloyonbaseofintermetalliccompoundtial AT berezosva effectofalloyingwithboronandlanthanumonstructureandpropertiesofalloyonbaseofintermetalliccompoundtial AT grigorenkosg effectofalloyingwithboronandlanthanumonstructureandpropertiesofalloyonbaseofintermetalliccompoundtial |
| first_indexed |
2025-11-28T03:25:13Z |
| last_indexed |
2025-11-28T03:25:13Z |
| _version_ |
1850002975948275712 |
| fulltext |
УДК 669.187.526
ВЛИЯНИЕ ЛЕГИРОВАНИЯ БОРОМ И ЛАНТАНОМ
НА СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА СПЛАВА НА ОСНОВЕ
ИНТЕРМЕТАЛЛИДНОГО СОЕДИНЕНИЯ TiAl
Г. М. Григоренко, С. В. Ахонин, А. Ю. Северин,
В. А. Березос, С. Г. Григоренко
Институт электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины.
03680, г. Киев-150, ул. Боженко, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua
Представлены результаты исследований сплавов на основе интерметаллидного соединения TiAl. Слитки получены
способом электронно-лучевой плавки с применением промежуточной емкости. Изучено влияние дополнительного
легирования бором и лантаном, а также термодеформации и термической обработки на структурообразование,
механические свойства и жаропрочность модельных сплавов. Введение в сплав бора и лантана способствует измель-
чению структурных составляющих, а также повышению его твердости, жаропрочности и механических свойств.
Установлено, что структура, полученная после дополнительной термической обработки, обеспечивает наилучшее
сочетание механических и технологических свойств исследуемого сплава. Библиогр. 7, табл. 2, ил. 4.
Ключ е вы е с л о в а : интерметаллид; алюминид титана; легирование; структура; термодеформация;
термическая обработка; жаропрочность
Интерметаллидные сплавы на основе алюминидов
титана относятся к классу важных конструкцион-
ных материалов. Благодаря уникальному комплек-
су физических и механических свойств – высокой
прочности, низкой плотности, жаростойкости, вы-
соким показателям антикоррозионных свойств, хо-
рошему сопротивлению усталостному разрушению
и ползучести – они являются перспективными для
авиационной и аэрокосмической отраслей, автомо-
бильной промышленности, химического и энергети-
ческого машиностроения.
Сплавы на основе TiAl разделяют на две группы:
однофазные γ-сплавы с содержанием алюминия
50...52 ат. % и двухфазные (γ + α2)-сплавы с 44...
...49 ат. % [1] (рис. 1). Следует, однако, отметить,
что сплавы со структурой как γ, так и γ + α2 принято
условно называть γ-сплавами [1—4].
Однофазные γ-сплавы не нашли достаточно ши-
рокого применения из-за не очень высоких показа-
телей технологических свойств. Количество алюми-
ния в двухфазных сплавах обеспечивает максималь-
ную пластичность не только двойных, но и много-
компонентных сплавов [2]. Поэтому они являются
наиболее перспективными для получения удовлет-
ворительного соотношения механических свойств,
предъявляемых к конструкционным материалам.
Наиболее существенно повышают пластичность
этих сплавов такие элементы, как молибден, хром,
ванадий, марганец, ниобий, причем благоприятное
действие последнего сохраняется до довольно боль-
ших концентраций.
Бор, углерод и кремний, если они находятся пре-
имущественно в твердом растворе, повышают пока-
затели характеристик пластичности сплава. Вместе
с тем бориды и карбиды в виде избыточных фаз
сильно измельчают зерно, что может также способ-
ствовать повышению пластичности. Прочность и
стойкость против окисления сплавов с (γ + α2)-
структурой повышают 1...3 % ниобия, тантала, мар-
ганца, циркония, гафния, вольфрама [3].
Целенаправленное управление структурой γ-спла-
вов – одно из основных условий получения в них
заданного комплекса свойств. Различные техноло-
гии изготовления заготовок, режимы горячей де-
формации и последующей термической обработки
(ТО) позволяют получать три основных типа струк-
© Г. М. ГРИГОРЕНКО, С. В. АХОНИН, А. Ю. СЕВЕРИН, В. А. БЕРЕЗОС, С. Г. ГРИГОРЕНКО, 2014
15
тур интерметаллида TiAl: ламельную (пластинча-
тую), рекристиллизованную (глобулярную) и би-
модальную (дуплексную). Характеристики жаро-
прочности имеют наиболее высокие значения при
ламельной структуре. Глобулярная структура
обеспечивает более высокий уровень механических
свойств (прочность и пластичность) при комнатной
температуре, по сравнению с ламельной, но при
этом снижается жаропрочность. При комнатной
температуре сплав с бимодальной структурой ха-
рактеризуется наилучшим комплексом механичес-
ких свойств [4].
В настоящее время ведутся работы по повыше-
нию показателей прочности, пластичности, жаро-
прочности и других характеристик сплавов на осно-
ве TiAl путем создания в них специальных струк-
турно-фазовых состояний в результате легирова-
Т а б л и ц а 1 . Химический состав сплавов, мас. %
№
образца
Химический состав, мас. % Состояние
1 Ti—28,8Al—11,7Nb—3,5Cr—3,1Zr Литой
2 Ti—29,3Al—11,9Nb—2,8Cr—2,9Zr—
0,3B—0,01La
»
3 Ti—29,3Al—11,9Nb—2,8Cr—2,9Zr—
0,3B—0,01La
После ТДО
4 Ti—29,3Al—11,9Nb—2,8Cr—2,9Zr—
0,3B—0,01La
После ТДО + ТО
Рис. 1. Диаграмма состояния системы Ti—Al
Рис. 2. Микроструктура образцов № 1 (I);
№ 2 (II); № 3 (III); № 4 (IV); а, а′ –
изображения во вторичных электронах;
б – изображение в обратно-рассеянных
электронах
16
ния, термической и термомеханической видов обра-
ботки.
Цель данной работы заключалась в изучении
влияния легирования бором и лантаном, а также
термодеформационной и термической видов обра-
ботки на структуру и свойства интерметаллидного
сплава на основе алюминида титана.
Слитки получали способом электронно-лучевой
плавки (ЭЛП) с применением промежуточной емко-
сти [5]. Такой способ является весьма перспектив-
ным, позволяющим обеспечивать высокую степень
удаления вредных примесей. Применение промежу-
точной емкости способствует рафинированию, ус-
реднению химического состава и удалению вклю-
чений высокой и низкой плотности [6]. При ЭЛП
трудность представляет ввод бора в выплавляемый
слиток, поскольку под действием электронно-лучево-
го нагрева в вакууме при расплавлении бора, имею-
щего очень высокую упругость пара, происходит его
испарение, а также распыление и унос частиц при
введении его в шихту в виде порошка. Поэтому для
этой цели использовали химическое соединение –
гексаборид лантана LaB6, имеющий значительно
меньшую упругость пара, чем чистый бор [7].
Опытные плавки слитков γ-алюминида титана,
легированного ниобием, цирконием, хромом, а так-
же дополнительно бором и лантаном, проводили на
установке УЭ-208М. В качестве шихтовых материа-
лов использовали листы технического титана марки
ВТ1-0 ГОСТ 22178—76, алюминий марки А8 ГОСТ
11070—74, металлический ниобий 99,9 % в виде тру-
бок, электролитический хром и йодидный цирконий
99,97 %. Гексаборид лантана вводили в шихту в ви-
де цилиндрических прессовок порошка LaB6 в спе-
циальной пресс-форме. Содержание бора в нем сос-
тавляет примерно 32 мас. %.
Предложена новая схема получения слитков
алюминида титана. Введение всех тугоплавких ле-
гирующих элементов, а также бора и лантана произ-
водили на первой стадии получения слитка. Гекса-
борид лантана при первом переплаве помещали
между тугоплавкими компонентами шихты во избе-
жание прямого действия на них электронно-луче-
вого нагрева. При первом переплаве алюминий не
добавляли. При втором переплаве вводили алюми-
ний с учетом потерь на испарение. Получены слитки
диаметром 165 мм и длиной 200...250 мм.
Содержание элементов и состояние сплавов, из
которых изготовляли образцы, показаны в табл. 1.
Согласно диаграмме состояния системы Ti—Al
(рис. 1), сплавы относятся к двухфазным (γ + α2).
Один из сплавов (образец № 3) после выплавки
подвергали термодеформационной обработке
(ТДО), которая заключалась в следующем.
Заготовку, помещенную в кожух из низкоугле-
родистой стали толщиной 5 мм, нагревали в печи
до 1220 °C и выдерживали 40 мин. Затем осаждали
на гидравлическом прессе усилием 200 т со степенью
деформации 50 %. Повторно нагревали до 1100 °C
и выдерживали 30 мин с последующей прокаткой
на реверсивном стане. Исходная толщина заготовки
составляла 35, конечная – 7 мм. Общее относитель-
ное обжатие равнялось 80 %. После проката произ-
водили ТО – нагрев до 900 °C, выдержка в течение
2 ч, остывание с печью.
Рис. 3. Зависимость горячей твердости (ГТ) от температуры для образцов № 1 (а); № 2 (б); № 3 (в); № 4 (г)
17
После ТДО образец № 4 подвергали дополни-
тельной ТО. Деформированный сплав в вакуумной
печи нагревали до 1260 °C и выдерживали в течение
30 мин. Далее охлаждали до 900 °C в печи и до
комнатной температуры на воздухе. Затем осущес-
твляли повторный нагрев до 900 °C, выдержку в
течение 2 ч, остывание с печью.
Исследование структуры полученных образцов
осуществляли на многофункциональном современ-
ном приборе с высокими техническими харак-
теристиками JAMP 9500F (JEOL Ltd, Япония),
укомплектованом энергодисперсионным спектро-
метром (ЭДС) OXFORD EDS INCA Energy 350
для анализа элементов (от бериллия до урана), с
энергетической разрешающей способностью 133 эВ
и диаметром электронного зонда 1 мкм. Исследова-
ние проводили в сверхвысоком вакууме 5⋅10—8 Па.
Твердость образцов измеряли на твердомере М-400
фирмы «LECO» (США) при нагрузке 9,8 Н. Для
оценки жаропрочности сплавов использовали метод
горячей твердости (ГТ). Для снятия термических
напряжений образцы предварительно отжигали 1 ч
при температуре 900 °С. Горячую твердость образ-
цов определяли в интервале значений температуры
Рис. 4. Результаты анализа ЭДС образцов № 1 (а); № 2 (б); № 3 (в); № 4 (г) (содержание элементов в мас. %)
№
спектра B O Al Si Ti Cr Ni Zr Nb La
1 21,01 0 3,50 0,04 50,14 0,49 0,32 1,32 20,21 1,12
2 0,45 0 14,68 0,23 55,63 3,24 1,36 4,64 17,04 1,41
3 0 3,78 9,97 0,03 1,89 0 1,72 0,41 0,18 80,52
4 0 0 15,05 0,26 67,24 0,85 0,75 3,28 11,59 0
№
спектра
Al Si Ti Cr Fe Zr Nb
1 29,99 0 52,07 2,99 0 1,89 11,51
2 30,75 0 51,65 2,62 0 2,49 11,13
3 32,35 0,07 47,66 2,82 0 7,24 9,12
4 33,20 0 47,23 2,42 0,31 7,33 8,73
5 19,39 0,23 52,11 14,98 1,14 1,15 10,19
6 19,10 0,15 52,03 15,99 1,98 1,02 8,84
№
спектра
B O Al Ti Cr Zr Nb La
1 0,94 21,53 1,24 5,00 0 0,51 1,09 67,90
2 0,62 16,59 0,21 1,93 0 0,30 0,51 78,72
3 17,09 0 0,15 59,75 0,34 0,09 21,13 0,41
4 16,63 0 0,22 58,96 0,73 0,67 21,33 0,36
5 0 0 13,94 68,44 0,69 3,62 12,17 0,16
6 1,99 0,90 10,90 58,26 2,29 4,43 15,45 1,07
№
спектра
B O Al Ti Cr Fe Zr Nb La
1 3,91 2,65 8,40 43,71 7,61 1,86 5,72 16,21 0,72
2 1,82 2,17 9,18 49,08 6,60 2,19 5,05 20,48 0,13
3 14,77 0 0,24 58,63 0 0 0,22 24,24 0,98
4 0,76 14,17 0,94 3,91 0 0,22 0 0,10 76,93
5 0 0 15,07 67,93 0,64 0 3,91 11,71 0
18
20...900 °С при помощи микротвердомера HPQ 250
под нагрузкой 9,8 Н на протяжении 1 мин. Испыта-
ния на сжатие выполняли на прямоугольных образ-
цах размером 3,5×3,5×5 мм на установке У22-52 по
ГОСТ 8817—82 и ГОСТ 25.503—97.
Структура металла бразца № 1 состоит из облас-
тей, имеющих глобулярое и пластинчатое (ламель-
ное) строение. В некоторых участках по границам
обнаружены выделения со структурой эвтектоидно-
го характера. Микроструктура металла и результа-
ты ее анализа представлены на рис. 2, I, а, 4, а.
Изучение структурных составляющих показало,
что пограничные зоны обогащены хромом (рис. 4, а,
спектры № 5, 6), а это способствует в первую оче-
редь преимущественному выпадению интерметал-
лида TiCr2. Твердость сплава составляет 3,05...
...3,16 ГПа. Зависимость его ГТ от температуры по-
казана на рис. 3, а. В интервале значений темпера-
туры 20...750 °C разупрочнение сплава практически
отсутствует.
Структурные исследования сплава, легирован-
ного гексаборидом лантана LaB6 (образец № 2),
показали, что он имеет пластинчатую (α2 + γ)-струк-
туру с редкими небольшими участками γ-фазы.
Также в структуре обнаружены стержнеподобные
кристаллы и светлые дисперсные частицы
(рис. 2, II).
Анализ показал, что данные кристаллы обога-
щены бором и их можно идентифицировать как
бориды (рис. 4, б, спектр № 1), а светлые частицы
содержат лантан и кислород (рис. 4, б, спектр
№ 3). Твердость, по сравнению с образцом № 1,
повышается и составляет 3,53...3,74 ГПа. ГТ также
увеличивается и существенно не меняется до 650 °C
(рис. 3, б).
После термодеформационной обработки сплава
(образец № 3) в структуре происходят следующие
изменения. Она становится менее рельефной, умень-
шается размер пластин и расстояние между ними, а
стержнеподобные кристаллы дробятся на отдельные
части (рис. 2, III, а, а′). Как и в структуре образца
без деформации, здесь по всей поверхности обнару-
жены светлые дисперсные частицы (рис. 2, III, б).
Результаты анализа ЭДС представлены на
рис. 4, в. Раздробленные кристаллы представляют
собой бориды титана и ниобия (рис. 4, в, спектры
№ 3, 4), а светлые частицы, как и в предыдущем
случае, можно идентифицировать как оксиды лан-
тана (рис. 4, в, спектры № 1, 2). Твердость сплава
составляет 3,58...3,75 ГПа. Зависимость ГТ от тем-
пературы показана на рис. 3, в.
После термической обработки (образец № 4)
формируется бимодальная (дуплексная) структу-
ра, которая состоит из областей, представленных
рекристаллизованными зернами, и областей ла-
мельного строения. Также по всей исследуемой
поверхности равномерно располагаются небольшие
включения, различные по форме (рис. 2, IV).
Более детальное изучение структурных состав-
ляющих показало, что включения осколочного ха-
рактера являются раздробленными боридами, раз-
ветвленные участки – остатками интерметаллид-
ной фазы на основе TiCr2, а светлые дисперсные
включения глобулярной формы представляют со-
бой оксид лантана (рис. 4, г). Твердость такой
структуры составляет 3,90...3,95 ГПа. Проанализи-
ровав график зависимости на рис. 3, г, можно сде-
лать вывод о хорошем показателе жаропрочности
сплава, о чем свидетельствуют достаточно высокие
и стабильные значения горячей твердости в интер-
вале температур 100...750 °C.
Бимодальная структура, полученная после тер-
мообработки сплава, относится к таким типам, ко-
торые должны обеспечивать хорошее сочетание
прочности и пластичности. Поэтому следующим эта-
пом данной работы было определение механических
свойств, характеризующих прочность и пластичность
исследуемых сплавов. Испытания проводили на сжа-
тие, поскольку толщина листа, из которого вырезали
образцы № 3 и 4, не позволяет изготовить их необ-
ходимого размера для испытаний на растяжение. При
исследовании образцов со сравнительно малыми гео-
метрическими размерами испытания на сжатие явля-
ются предпочтительными, наиболее точными и ин-
формативными. Результаты механических испы-
таний приведены в табл. 2.
Как видно из табл. 2, ведение в сплав бора и
лантана повышает показатели прочности σ0,2, σв и
степень деформации ε (пластичность). После до-
полнительной ТО еще больше увеличивается сте-
пень деформации и временное сопротивление мате-
риала, на достаточно высоком уровне остается пре-
дел текучести.
Выводы
1. Легирование исследуемого интерметаллидного
сплава бором и лантаном путем введения в расплав
гексаборида лантана LaB6 способствует измельче-
нию структурных составляющих, формированию
практически полностью пластинчатой (ламельной)
(α2 + γ)-структуры с небольшими участками γ-фазы,
а также выделению стержневидных боридов и мел-
ких оксидов лантана.
2. Термодеформационная обработка приводит к
еще большему измельчению структуры и дробле-
нию боридных стержней.
3. После дополнительной термической обработ-
ки сплава формируется бимодальная (дуплексная)
структура, в которой равномерно распределены час-
Т а б л и ц а 2 . Механические свойства исследуемых спла-
вов при температуре 20 °C
№ образца σ0,2
сж
, МПа σв
сж
, МПа ε, %
1 655 1600 9,33
2 1078 1660 11,5
3 975 1680 11,0
4 980 1750 14,0
19
тицы боридов, оксида лантана и интерметаллидной
фазы на основе TiCr2, образуя при этом так назы-
ваемый упрочняющий каркас. Сплав с такой струк-
турой имеет достаточно высокие и стабильные зна-
чения горячей твердости в интервале температур
100...750 °C.
4. Предложенный способ легирования химичес-
ким соединением LaB6 с низкой упругостью пара
при ЭЛП позволил получить сплавы на основе алю-
минида титана с заданным содержанием бора и лан-
тана, значительно уменьшить потери компонентов
с высокой упругостью пара и повысить равномер-
ность распределения этих легирующих элементов
по сечению и длине слитка.
5. Комплексное легирование сплава бором и лан-
таном, последующая термическая обработка позво-
лили повысить и получить наилучшее сочетание
твердости, жаропрочности и механических свойств.
1. Boyer R., Welsch G., Collings E. W. Materials properties
handbook. – USA: Titanium alloys ASM International //
The Material Information Society, 1994. – 1176 p.
2. Поварова К. Б., Банных О. А. Принципы создания новых
материалов для работы при высоких температурах //
Обработка легких и специальных сплавов. – М.: ВИЛС,
1996. – С. 56—70.
3. Механические свойства литых сплавов γ-TiAl /
О. А. Банных, К. Б. Поварова, Г. С. Браславская
и др. // МиТОМ. – 1996. – № 4. – С. 11—14.
4. Ильин А. А., Колачев Б. А., Полькин И. С. Титановые
сплавы. Состав, структура, свойства: Справочник. – М.:
ВИЛС-МАТИ, 2009. – 520 с.
5. Патон Б. Е., Тригуб Н. П., Ахонин С. В. Электронно-
лучевая плавка тугоплавких и высокореакционных метал-
лов. – Киев: Наук. думка, 2008. – 311 с.
6. Зонная перекристаллизация алюминида титана /
Г. М. Григоренко, В. В. Лакомский, И. И. Статкевич
и др. // Титан в СНГ 2010: Тр. конф. (Екантеринбург,
апр. 2010 г.). – Екатеринбург, 2010. – С. 132—139.
7. Самсонов Г. В. Тугоплавкие соединения: Справочник. –
М.: Металлургиздат, 1963. – 398 с.
Presented are the results of investigations of alloys on base of intermetallic compound TiAl. Ingots were produced by
the method of electron beam cold hearth melting. The effect of additional alloying with boron and lanthanum, as well
as thermal deformation and heat treatment on structure formation, mechanical properties and high-temperature strength
of model alloys was studied. Adding of boron and lanthanum into alloy contributes to refining of structural components,
as well as to increase in its hardness, high-temperature strength and mechanical properties. It was found that the
structure, produced after additional heat treatment, will provide the best combination of mechanical and technological
properties of alloy being studied. Ref. 7, Tables 2, Figures 4.
K e y w o r d s : intermetallic; titanium aluminide; alloying; structure; thermal deformation; heat treatment; high-
temperature strength
Поступила 27.01.2014
20
|