Сучасна електрометалургія, 2018, №03



2018 №03 (04)

DOI of Article 10.15407/sem2018.03.05

2018 №03 (06)

---

Сучасна електрометалургія, 2018, #3, 32-38 pages
 

Властивості сплавів на основі алюмінідів титану γ-TiAl/α₂-Ti₃Al при комплексному легуванні

С. О. Фірстов¹, І. Д. Горна¹, Ю. М. Подрезов¹, А. А. Бондарь¹, О. В. Шереметьєв²

¹Інститут проблем матеріалознавства ім. И. М. Францевича НАН України. 03142, м. Київ, вул. Кржижановского, 3. E-mail: dir@ipms.kiev.ua
²ДП «Івченко-Прогрес». 69068, м. Запоріжжя, вул. Іванова, 2. E-mail: progress@ivchenko-progress.com

Представлено результати вивчення впливу комплексного легування Nb (3…4 %), Mo, Cr, Zr (до 2 %), B, Y (до 0,2 %) на механічні властивості литих інтерметалідних γ-TiAl/α₂-Ti₃Al сплавів з вмістом Al від 44,0 до 48,5 %, отриманих способом вакуумно-дугового переплаву. Визначено механічні властивості в випробуваннях на згин, одновісні стиснення і розтягування. Вимірювані твердість по Віккерсу і довготривала гаряча твердість (жароміцність). Випробування проводили в температурному інтервалі 20…800 °С. Показано, що оптимальні властивості при розтягуванні при 20 і 700 °С демонструє литий сплав Ti–47Al–5,5 (Nb, Cr, Mo): модуль пружності становить майже 170 і 126 ГПа, границя міцності — 770 і 644 МПа, пластичність — 0,15 і 0,65 % відповідно. Тріщиностійкість цього сплаву складає приблизно 22,4 МПа∙м1/2, довготривала гаряча твердість при 700 °С — майже 2,0 ГПа, що практично вдвічі перевершує значення твердості високотемпературних титанових сплавів. Бібліогр. 20, табл. 5, іл. 1.
Ключевые слова: титанові сплави; алюмініди титану; легування; механічні властивості; жароміцність
 
Received:                09.07.17
Published:               01.10.18
 
 
Список літератури

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.