Температурная зависимость механических свойств сплавов на основе интерметаллида TiAl

Abstract

Исследована температурная зависимость прочности и пластичности сплавов на основе интерметаллида TiAl. Изучено влияние ниобия, хрома, молибдена и некоторых РЗМ на фазовый состав, структуру и механические характеристики титан-алюминидных сплавов. Механические свойства сплавов определяли по результатам испытаний на сжатие в интервале температур от комнатной до 800 °С. Закономерности распространения трещины изучали по результатам фрактографического анализа образцов, испытанных на изгиб, и по рельефу, возникающему на боковой поверхности образца при сжатии. Показано, что сплавы, легированные ниобием в сочетании с другими полезными добавками, демонстрируют прочность свыше 1000 МПа, предел текучести — выше 700 МПа и пластичность при сжатии — больше 5% в широком диапазоне температур испытаний, что делает их перспективными для использования в качестве конструкционных материалов.

Досліджено температурну залежність міцності та пластичності сплавів на основі інтерметаліду TiAl. Вивчено вплив ніобію, хрому, молібдену та деяких РЗМ на фазовий склад, структуру та механічні характеристики титан-алюмінідних сплавів. Механічні властивості сплавів визначали за результатами випробувань на стиснення в інтервалі температур від кімнатної до 800 °С. Закономірності поширення тріщини вивчали за результатами фрактографічного аналізу зразків, випробуваних на згин, і за рельєфом, що виникає на боковій поверхні зразка при стисненні. Показано, що сплави, леговані ніобієм у поєднанні з іншими корисними добавками, демонструють міцність понад 1000 МПа, границю плинності вищу за 700 МПа та пластичність при стисненні >5% у широкому діапазоні температур випробувань, що робить їх перспективними для використання в якості конструкційних матеріалів.

Temperature dependence of strength and plasticity of alloys based on intermetallic TiAl has been investigated. The effect of niobium, chrome, molybdenum and some REM on phase composition, structure and mechanical characteristics of alloys based on titanium alluminides is described in this paper. Mechanical properties of alloys were determined by compression tests in the interval of temperatures from RT to 800 °С. Conformities to law of distribution of cracks were studied based on the results of fractography analyses of the samples, previously tested in bending; and based on surface relief analysis of compressed samples, one side of which was polished before compression. It is shown that the alloys alloyed by niobium in combination with other useful additions demonstrate strength above 1000 МPа, yield stress greater than 700 МPа and plasticity on a compression higher than 5% over a wide temperature range of tests, which makes them promising for use as structural materials.