KPI Science News (May 2019)
КІНЕТИКА ФОРМУВАННЯ ПЕРЕХІДНОГО ШАРУ ПРИ ВЗАЄМОДІЇ Ti-TiB З РІДКИМ АЛЮМІНІЄМ
Abstract
Проблематика. Титан, алюміній та їх сплави широко використовуються для деталей автомобільної, аерокосмічної та хімічної індустрій завдяки низькій густині, високій питомій міцності та корозійній стійкості. Більше того, композиційні матеріали системи Al-Ti є надзвичайно привабливими і перспективними. Однак технологічний процес отримання титан-алюмінієвих композиційних матеріалів, який полягає у твердофазовій взаємодії, зазвичай складний. Більш прості та ефективні рідиннофазові методи, які полягають у формуванні титанового каркасу та його подальшому просочуванні розплавом алюмінію, непоширені та малорозвинені. Незважаючи на досягнення металургійного з’єднання між титаном і алюмінієм, при виготовленні композитів інтерфейс є недосконалим, що негативно відображається на їх функціональних властивостях. Титан-матричні композити (ТМК), які є відносно новим класом матеріалів, являють собою матрицю з титанового сплаву, армовану керамічними волокнами, і покликані кардинально підвищити фізико-механічні властивості виробів. Саме тому в роботі пропонується вивчити взаємодію ТМК (Тi-ТіВ) із розплавом алюмінію та отримати унікальну армовану межу розділу при взаємодії титан–алюміній. Мета дослідження. Вивчення кінетики взаємодії композиту Ti-TiB та рідкого алюмінію для отримання нового композиційного матеріалу (Ti-TiB)-Al з підвищеними фізико-механічними властивостями. Методика реалізації. Занурення та витримка підготованих пластин титану, армованого боридом титану, в розплаві алюмінію з подальшим охолодженням на повітрі. Дослідження мікроструктури та фазового складу зони взаємодії. Визначення мікротвердості структурних складових. Результати дослідження. Зображення мікроструктури та мікрорентгеноспектральний аналіз у точках на межі взаємодії композита і розплаву показали наявність трьох зон: титану, армованого волокнами бориду титану, перехідного інтерметалідного шару і алюмінію, армованого включеннями. Установлено, що збільшення часу витримки композита в розплаві сприяє переходу волокон бориду титану в розплав, тим самим збільшуючи товщину рівномірно армованого шару алюмінію. Наявність в алюмінії волокон бориду титану та включень інтерметалідів значно підвищує його мікротвердість. Висновки. Уперше встановлено, що при витримці композита Ti-TiB у розплаві алюмінію між ними відбувається взаємодія з утворенням перехідного інтерметалідного шару та зони алюмінію, армованого включеннями. Результати досліджень свідчать про перспективність отримання металокерамічних композиційних матеріалів з підвищеними фізико-механічними характеристиками.
Keywords
