Мікроструктура та механічні властивості шаруватого литого композиту ВТ-6/Al
Layered titanium/aluminum composite materials based on pure metals and their alloys are widely investigated due to their unique properties. However, the most common solid-phase methods have some disadvantages that can be avoided by using simplified liquid-phase casting technologies. In the presented...
Збережено в:
| Дата: | 2023 |
|---|---|
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
Physico-technological Institute of Metals and Alloys
2023
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/10 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Metal and Casting of Ukraine |
Репозитарії
Metal and Casting of Ukraine| _version_ | 1859471895162781696 |
|---|---|
| author | Смірнова, Яна Гурія, Ірина |
| author_facet | Смірнова, Яна Гурія, Ірина |
| author_sort | Смірнова, Яна |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2023-05-18T15:47:27Z |
| description | Layered titanium/aluminum composite materials based on pure metals and their alloys are widely investigated due to their unique properties. However, the most common solid-phase methods have some disadvantages that can be avoided by using simplified liquid-phase casting technologies.
In the presented work the interface microstructure and mechanical behavior during tensile test of the VT-6/Al composite produced using the liquid-phase casting method are investigated.
The technology of manufacturing VT-6/Al layered material consisted in infiltration of several titanium plates’ package with molten aluminum. It was found that aluminum evenly infiltrates between the plates and 3.03–4.33 μm thick transition layer is formed at the interface. It consists of a solid solution of titanium in aluminum and single grains of Al3Ti and AlTi phases. The number of infiltrated titanium plates and the gap changing between them does not affect at the thickness of the formed transition layer.
It was found that the main parameter that affects the mechanical properties is the ratio of the thicknesses of the Ti to Al layers. The rule of mixture is analyzed and the tensile strength for five- and seven-layer materials is determined. Despite the fact that the values of tensile strength of the obtained composites are reduced compared to the original titanium grade VT-6, layered materials due to their structure can improve fracture resistance and positively effect on damping mechanisms. Therefore, further study of the layered titanium/aluminum composite materials behavior under perpendicular load to their layers is relevant. |
| first_indexed | 2026-03-12T15:49:47Z |
| format | Article |
| id | oai:oai.metalsandcasting.com:article-10 |
| institution | Metal and Casting of Ukraine |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-03-12T15:49:47Z |
| publishDate | 2023 |
| publisher | Physico-technological Institute of Metals and Alloys |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:oai.metalsandcasting.com:article-102023-05-18T15:47:27Z Microstructure and mechanical properties of layered cast VT-6/Al composite Мікроструктура та механічні властивості шаруватого литого композиту ВТ-6/Al Смірнова, Яна Гурія, Ірина composite material layered composite titanium aluminum infiltration tensile strength композиційний матеріал шаруватий композит титан алюміній просочення міцність на розривання Layered titanium/aluminum composite materials based on pure metals and their alloys are widely investigated due to their unique properties. However, the most common solid-phase methods have some disadvantages that can be avoided by using simplified liquid-phase casting technologies. In the presented work the interface microstructure and mechanical behavior during tensile test of the VT-6/Al composite produced using the liquid-phase casting method are investigated. The technology of manufacturing VT-6/Al layered material consisted in infiltration of several titanium plates’ package with molten aluminum. It was found that aluminum evenly infiltrates between the plates and 3.03–4.33 μm thick transition layer is formed at the interface. It consists of a solid solution of titanium in aluminum and single grains of Al3Ti and AlTi phases. The number of infiltrated titanium plates and the gap changing between them does not affect at the thickness of the formed transition layer. It was found that the main parameter that affects the mechanical properties is the ratio of the thicknesses of the Ti to Al layers. The rule of mixture is analyzed and the tensile strength for five- and seven-layer materials is determined. Despite the fact that the values of tensile strength of the obtained composites are reduced compared to the original titanium grade VT-6, layered materials due to their structure can improve fracture resistance and positively effect on damping mechanisms. Therefore, further study of the layered titanium/aluminum composite materials behavior under perpendicular load to their layers is relevant. Шаруваті титан/алюмінієві композиційні матеріали як з чистих металів, так і їх сплавів все активніше досліджують завдяки їх унікальним властивостям. Однак, найбільш поширені твердофазні методи мають ряд недоліків, яких можна уникнути, застосовуючи спрощені рідкофазні ливарні технології. У представленій роботі досліджено мікроструктуру межі взаємодії та механічну поведінку при розриванні композиту системи ВТ-6/Al, виготовленого рідкофазним ливарним методом. Технологія виготовлення шаруватого матеріалу системи ВТ-6/Al полягала у просоченні пакету із декількох пластин титанового сплаву розплавом алюмінію. Встановлено, що алюміній рівномірно просочується між пластинами, а на межі взаємодії металів утворюється перехідний шар товщиною 3,03–4,33 мкм, який складається з твердого розчину титану в алюмінії та поодиноких зерен фаз Al3Ti та AlTi. Кількість просочуваних титанових пластин та зміна ширини зазору між ними не впливає на товщину утвореного перехідного шару. У результаті дослідження механічних властивостей було встановлено, що основним параметром, який впливає на їх величину, є співвідношення товщин шарів Ti до Al. Проаналізовано правило сумішей та визначено міцність на розривання для п’яти- та семишарових матеріалів. Не дивлячись на те, що значення міцності на розривання отриманих композитів зменшуються у порівнянні з вихідним титаном марки ВТ-6, шаруваті матеріали завдяки своїй структурі можуть підвищувати стійкість до руйнування та позитивно впливати на механізми демпфування. Тому подальше дослідження поведінки шаруватих титан/алюмінієвих композиційних матеріалів під дією напружень, перпендикулярних до їх шарів, є актуальним. Physico-technological Institute of Metals and Alloys 2023-05-18 Article Article Рецензована Стаття application/pdf https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/10 Metal and Casting of Ukraine; Vol. 30 No. 1 (2022): Метал та лиття України Метал та лиття України ; Том 30 № 1 (2022): Метал та лиття України 2706-5529 2077-1304 uk https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/10/10 Авторське право (c) 2023 Метал та лиття України |
| spellingShingle | композиційний матеріал шаруватий композит титан алюміній просочення міцність на розривання Смірнова, Яна Гурія, Ірина Мікроструктура та механічні властивості шаруватого литого композиту ВТ-6/Al |
| title | Мікроструктура та механічні властивості шаруватого литого композиту ВТ-6/Al |
| title_alt | Microstructure and mechanical properties of layered cast VT-6/Al composite |
| title_full | Мікроструктура та механічні властивості шаруватого литого композиту ВТ-6/Al |
| title_fullStr | Мікроструктура та механічні властивості шаруватого литого композиту ВТ-6/Al |
| title_full_unstemmed | Мікроструктура та механічні властивості шаруватого литого композиту ВТ-6/Al |
| title_short | Мікроструктура та механічні властивості шаруватого литого композиту ВТ-6/Al |
| title_sort | мікроструктура та механічні властивості шаруватого литого композиту вт-6/al |
| topic | композиційний матеріал шаруватий композит титан алюміній просочення міцність на розривання |
| topic_facet | composite material layered composite titanium aluminum infiltration tensile strength композиційний матеріал шаруватий композит титан алюміній просочення міцність на розривання |
| url | https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/10 |
| work_keys_str_mv | AT smírnovaâna microstructureandmechanicalpropertiesoflayeredcastvt6alcomposite AT guríâírina microstructureandmechanicalpropertiesoflayeredcastvt6alcomposite AT smírnovaâna míkrostrukturatamehaníčnívlastivostíšaruvatogolitogokompozituvt6al AT guríâírina míkrostrukturatamehaníčnívlastivostíšaruvatogolitogokompozituvt6al |