Мікроструктура та механічні властивості шаруватого литого композиту ВТ-6/Al

Анотація

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.