• Українська
  • English
  • Русский
ISSN 2664-2441 (Online)
ISSN 2073-9583 (Print)

Изготовление слоистого метал-интерметаллидного армированного композиционного материала

Metalozn. obrobka met., 2019, vol. 25, 4(92), 47-52
https://doi.org/10.15407/mom2019.04.047

И.М. Гурия, кандидат технических наук, доцент
Я.А. Смирнова, yana.luschay@gmail.com
П.И. Лобода, доктор технических наук, профессор, чл.-кор. НАН Украины
Е.В. Солодкий, кандидат технических наук, старший научный сотрудник

Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт им. И. Сикорского», Киев

УДК 669.018.9
Скачать: PDF

Резюме

Среди известных композитов системы Ti-Al металл-интерметаллидные слоистые композиционные материалы (MIL – metallic-intermetallic laminate) являются одними из наиболее распространенных, благодаря сочетанию хрупкой интерметаллидной фазы с пластичной металлической матрицей, которая остается невредимой и сдерживает трещины после начала их роста. Подавляющее большинство методов изготовления MIL являются достаточно сложными, по этому развитие жидкофазных технологий, которые обеспечили бы снижение трудоемкости процесса является актуальным. В работе представлена разработанная технология изготовления металл-интерметаллидного композиционного материала системы (Ti-TiB)-Al, которая заключается в погружении и выдержке пакета (Ti-TiB)-алюминиевая фольга-(Ti-TiB) в расплаве алюминия. Установлено, что использование фольги в технологическом процессе обеспечивает произвольное просачивание расплава алюминия без избыточного давления, о чем свидетельствует наличие образующегося алюминиевого слоя. В результате взаимодействия жидкого алюминия и твердого композита Ti-TiB образовался равномерный переходный слой, сформированный из алюминидов титана. Из всех известных интерметаллидов системы Ti-Al рентгеноструктурный анализ подтверждает наличие в композите фазы Al3Ti. [in English]. Микротвердость переходного интерметаллидного слоя и Ti-TiB позволяет прогнозировать повышение механических свойств изготовленного композита, что делает применение описанного технологического процесса перспективным для производства слоистых композиционных материалов системы (Ti-TiB)-Al.
Ключевые слова: композиционные материалы, интерметалидная фаза, матрица, алюминиевая фольга, переходный слой.

Литература

  1. Metal Matrix Composite (MMC) Market Analysis By Product (Aluminum, Nickel, Refractory) By End-use (Ground Transportation, Electronics/Thermal Management, Aerospace) And Segment Forecasts To 2022. – [Електронний ресурс] / –Режим доступу: https://www.grandviewresearch.com/industry-analysis/metal-matrix-composi....
  2. Han Y., Jiang F., Lin C., Yuan D., Huang H., Wang E. et al. Microstructure and mechanical properties of continuous ceramic SiC and shape memory alloy NiTi hybrid fibers reinforced Ti-Al metal-intermetallic laminated composite // Journal of Alloys and Compounds. – 2017. – Vol. 729, № 30. – P. 1145-1155.
    https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2017.09.267
  3. Bataev I.A., Bataev A.A., Mali V.I., Pavliukova  D.V. Structural and mechanical properties of metallic-intermetallic laminate composites produced by explosive welding and annealing // Materials and Design. – 2012. – № 35. – P. 225-234.
    https://doi.org/10.1016/j.matdes.2011.09.030
  4. Peng L.M., Wang J.H., Li H., Zhao J.H., He L.H. Synthesis and microstructural characterization of Ti-Al3Ti metal-intermetallic laminate (MIL) composites // Scripta Materialia. – 2005. – Vol. 52, № 3. – P. 243-248.
    https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2004.09.010
  5. Vecchio K.S. Synthetic multifunctional metallic–intermetallic laminate composites  // JOM: the journal of the Minerals, Metals & Materials Society. – 2005. – Vol. 57, № 3. – P. 25-31.
    https://doi.org/10.1007/s11837-005-0229-4
  6. Boronski D., Kotyk M., Mackowiak P. Fracture Toughness of Explosively Welded Al/Ti Layered Material in Cryogenic Conditions // Procedia Structural Integrity. – 2016. – Vol. 2. – P. 3764-3771.
    https://doi.org/10.1016/j.prostr.2016.06.468
  7. Sun Y., Zhao Y., Zhang D., Liu C., Diao H., Ma C. Multilayered Ti-Al intermetallic sheets fabricated by cold rolling and annealing of titanium and aluminum foils  // Transactions of Nonferrous Metals Society of China. – 2011. – Vol. 21, № 8. – P. 1722-1727.
    https://doi.org/10.1016/S1003-6326(11)60921-7
  8. Ковтунов А.И., Мямин С.В. Исследование технологических и механических свойств слоистых титаноалюминиевых композиционных материалов, полученных жидкофазным способом // Авиационные материалы и технологии. – 2013. – № 1(26). – С. 9-12.
  9. Смірнова Я.О., Солодкий Є.В., Гурія І.М., Лобода П.І. Кінетика формування перехідного шару при взаємодії Ti-TiB з рідким алюмінієм // Наукові вісті КПІ. – 2019. – № 2. – С. 71-77.
    https://doi.org/10.20535/kpi-sn.2019.2.167784