Современная электрометаллургия, 2018, №03



2018 №03 (04)

DOI of Article 10.15407/sem2018.03.05

2018 №03 (06)

---

Современная электрометаллургия, 2018, #3, 32-38 pages
 

Свойства сплавов на основе алюминидов титана γ-TiAl/α₂-Ti₃Al при комплексном легировании

С. А. Фирстов¹, И. Д. Горная¹, Ю. Н. Подрезов¹, А. А. Бондарь¹, А. В. Шереметьев²

¹Институт проблем материаловедения им. И. Н. Францевича НАН Украины. 03142, г. Киев, ул. Кржижановского, 3. E-mail: dir@ipms.kiev.ua
²ГП «Ивченко-Прогресс». 69068, г. Запорожье, ул. Иванова, 2. E-mail: progress@ivchenko-progress.com

Представлены результаты изучения влияния комплексного легирования Nb (3...4 %), Mo, Cr, Zr (до 2 %), B, Y (до 0,2 %) на механические свойства литых интерметаллидных γ-TiAl/α₂-Ti₃Al сплавов, содержащих от 44,0 до 48,5 % Al, полученных способом вакуумно-дугового переплава. Определены механические свойства при испытаниях на изгиб, одноосные растяжение и сжатие. Измерены твердость по Виккерсу и длительная горячая твердость (жаропрочность). Испытания проводили в температурном интервале 20...800 ^оС. Показано, что оптимальные свойства при растяжении при 20 и 700 ^оС демонстрирует литой сплав Ti–47Al–5,5(Nb, Cr, Mo): модуль упругости составляет примерно 170 и 126 ГПа, предел прочности — 770 и 644 МПа, пластичность — 0,15 и 0,65 % соответственно. Трещиностойкость этого сплава составляет приблизительно 22,4 МПа∙м^1/2, длительная горячая твердость при 700 ^оС — 2,0 ГПа, что вдвое превышает значение твердости высокотемпературных титановых сплавов. Библиогр. 20, табл. 5, ил. 1.
Ключевые слова: титановые сплавы; алюминиды титана; легирование; механические свойства; жаропрочность
 
Received:                09.07.17
Published:               01.10.18
 
 
Список литературы

1. Clemens H., Mayer S. (2016) Intermetallic titanium aluminides in aerospace applications–processing, microstructure and properties. Materials at high temperatures. http://dx.doi.org. /10.1080/09603409.2016.1163792
2. Bewlay B. P., Nag S., Suzuki A., Weimer M. J. (2016) TiAl alloys in commercial aircraft engines. Ibid. http://dx.doi.org./10.1080/09603409.2016.1183068
3. Toshimitsu Tetsui. (2002) Development of a TiAl turbocharger for passenger vehicles. Materials Science and Engineering, A329–331, 582–588.
4. Иноземцев А. А., Нихамкин М. А., Сандрацкий В. Л. (2008) Основы конструирования авиационных двигателей и энергетических установок. T. 2. (Газотурбинные двигатели). Москва, Машиностроение.
5. Appel F., Paul J. D. H., Oehring M. (2011) gamma titanium aluminide alloys: science and technology. Weinheim, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA.
6. Kim Y.-W., Smarsly W., Lin J. et al. (2014) Gamma titanium aluminide alloys, 2014: a collection of research on innovation and commercialization of gamma alloy technology. 4^th International Symposium on Gamma TiAl alloys, ISGTA 2014. Hoboken (NJ), John Wiley & Sons, Inc.
7. Christoph Leyens, Manfred Peters (2003) Titanium and titanium alloys: fundamentals and applications. Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA.
8. Wu X. (2006) Review of alloy and processing development of TiAl alloys. Intermetallics, 14, 1114–1122.
9. Lapin J. (2009) TiAl-based alloys: Present status and future perspectives. Hradec nad Moravicí, Metal, 19.
10. Hu D., Wu X., Loretto M. H. (2005) Advances in optimization of mechanical properties in cast TiAl alloys. Intermetallics, 13, 914–919.
11. Фірстов С. О., Горна І. Д., Порядченко Н. Е. та ін. (2010) Високотемпературні властивості комплексно легованих сплавів на основі алюмінідів титану. Фізико-хімічна механіка матеріалів. 8, 145–150.
12. Бондар А. А., Вітусевич В. Т., Ремез М. В. та ін. (2011) Структура та властивості титан-алюмінідних сплавів, легованих ніобієм і танталом. Порошковая металлургия, 7–8, 25–45.
13. Подрезов Ю. Н., Ремез М. В., Горная И. Д. и др. (2012) Температурная зависимость механических свойств сплавов на основе интерметаллида TiAl. Сб.: «Электронная микроскопия и прочность материалов». Киев, ИПМ НАНУ, 18, сс. 57–74.
14. Ремез М. В., Подрезов Ю. М., Бондар А. А. та ін. (2016) Структура та властивості сплавів на основі TiAl, легованих ніобієм і хромом. Порошковая металлургия, 1–2, 104–112.
15. Голтвяниця С. К., Голтвяниця В. С., Цивірко Е. І. (2006) Отримання щільних та однорідних виливків зі сплаву титан–алюміній. Нові матеріали і технології в металургії та машинобудуванні, 1, 57–59.
16. Борисенко В. А. (1984) Твердость и прочность тугоплавких материалов при высоких температурах. Киев, Наукова думка.
17. Hu D. (2002) Effect of boron addition on tensile ductility in lamellar TiAl alloys. Intermetallics, 10, 851–858.
18. Wu Y., Hwang S. K. (2002) Microstructural refinement and improvement of mechanical properties and oxidation resistance in EPM TiAl-based intermetallics with yttrium additions. Acta Materialia, 50, 1479–1493.
19. Горна І. Д., Яблокова Г. В., Тіньков В. О. та ін. (2010) Вплив Y на структуру і властивості литого інтерметалідного сплаву Ti–36Al. Повідомлення 1. Структура і твердість литих сплавів Ti–36Al–Y. Сб.: Современные проблемы физического материаловедения. Киев, ИПМ НАНУ, 19, сс. 122–127.
20. Горна І. Д., Горпенко К. О., Коваль О. Ю. та ін. (2008)Структура та фізико-механічні властивості сплавів системи Ti–Si–X. Фізико-хімічна механіка матеріалів, 3, 35–42.