Введение
Глава 1 Аналитический обзор. жаропрочные композиционные материалы с металлической и интерметаллидной матрицей, упрочненные частицами или волокнами оксидов, боридов, карбидов 11
1.1 Искусственные композиционные материалы с металлической или интерметаллидной матрицей, упрочненные металлическими или керамическими волокнами 11
1.2 Естественные» композиционные материалы 18
1.3 Способы получения композиционных материалов с интерметаллидными матрицами 19
1.3.1 Реакционное спекание или реакционное сплавление композиционных материалов, упрочненных частицами фаз внедрения 19
1.3.2 Направленная кристаллизация естественных композиционных материалов 21
1.4 Обоснование выбора пар для стабильных искусственных композиционных материалов с интерметаллидной матрицей, упрочненных фазами внедрения 22
1.4.1 Характеристики фаз внедрения 23
1.4.2 Порошковые композиционные материалы с дисперсными частицами оксидных фаз 24
1.4.3 Композиционные материалы с интерметаллидной матрицей, упрочненные оксидными волокнами 29
Глава 2 Способы получения сплавов интерметаллидных матриц, упрочняющих фаз, композиционных материалов и методы исследования их структуры и свойств 36
2.1 Получение сплавов на основе ТіАІ для интерметаллидных матриц 36
2.2 Упрочняющие фазы 37
2.3 Способы получения композиционных материалов 40
2.4 Методы исследования структуры, фазового состава и свойств 40
Глава 3 Установление закономерностей взаимодействия алюминидов титана с легирующими элементами и фазами для обоснования выбора жаропрочных и жаростойких композиционных материалов с матрицей Ті-АІ 46
3.1 Двойная система Ті-АІ 46
3.2 Характерные особенности строения тройных диаграмм состояния систем ТІ-АІ-Ме, где Me -легирующий металл или металлоид 48
3.2.1 Твердорастворное легирование алюминидов титана 48
3.2.2 Фазы, находящиеся в равновесии с алюминидами титана.. 56
3.3 Возможность использования легирования для повышения жаропрочности и низкотемпературной пластичности TiAl 58
3.3.1 Рабочие температуры 58
3.3.2 Низкотемпературная пластичность 59
3.3.3 Упрочнение алюминидов титана 62
3.3.4 Плотность 64
3.4 Характерные особенности строения тройных диаграмм состояния систем Ti-AI-X, где X элемент или фаза внедрения и выбор фаз внедрения для упрочнения композиционных материалов с интерметаллидной матрицей на основе TiAl . 64
3.5 Выбор литейных жаропрочных сплавов на основе ТіАІ для интерметаллидных матриц в композиционных материалах, упрочненных монокристаллическими сапфировыми волокнами 71
3.5.1 Микроструктура литейных сплавов на основе ТІА 72
3.5.2 Экспрессная оценка жаропрочности литейных сплавов на основе TiAl методом измерения «горячей» твердости 74
3.5.2.1 Влияние легирования на кратковременную «горячую» твердость сплавов (у-ТіАІ+аг-ТізАІ) 74
3.5.2.2 Длительная «горячая» твердость сплавов на основе ТІАІ 77
3.5.3 Сравнение характеристик жаропрочности ТіАІ и Ni3AI, имеющих аномальную температурную зависимость предела текучести, перспективы повышения жаропрочности сплавов ТіАІ путем легирования 78
3.6 Изучение жаростойкости литейных сплавов на основе ТіАІ 80
3.6.1 Анализ механизмов образования защитной оксидной пленки на ТіАІ и других интерметаллидах 80
3.6.2 Окисление сплавов на основе TiAl 82
3.6.3 Обоснование выбора легирующих добавок для повышения жаростойкости сплавов ТІАІ и композиционных материалов 84
3.7 Механическая совместимость компонентов, составляющих композиционный материал 87
Глава 4 Исследование композиционных материалов с матрицей ТІАІ, упрочненных карбидами (SiC) и боридами (TiB2) 90
4.1 Композиционные материалы типа «SiC/ТІАІ» и их получение пропиткой волокон SiC расплавом или напылением гранул материала матрицы ТІАІ 90
4.1.1 Получение композитов типа «SiC/ТІАІ» пропиткой волокон SiC расплавом материала матрицы Ті А! 90
4.1.2 Структура и свойства композитов типа «SiC/TiAl», полученных пропиткой волокон SiC расплавом материала матрицы ТІАІ 91
4.1.3 Получение композитов типа «SiC/ТІАІ» напылением гранул сплава матрицы ТІАІ на волокно SiC 94
4.2 Композиты типа «ТіВ2/ТіхАІу» и их получение методом реакционного спекания 95
4.2.1 Разработка метода получения композитов с матрицей ТІАІ, упрочненных (15-60)об.%ТІВ2 путем реакционного спекания и реакционного сплавления 95
4.2.2 Структура и фазовый состав композитов типа «ТіВг/ТіхАІу» 99
4.2.3 Композиты системы ТІ-АІ-В типа «ТіВг/ТіАІ», упрочненные волокном сплава титана 100
Глава 5 Получение и исследование структуры и свойств композиционных материалов типа «АІ203/ТіАІ» 104
5.1 Выбор способа получения композитов с матрицей из сплавов на основе ТІАІ, упрочненных непрерывными оксидными волокнами 104
5.2 Получение композитов с матрицей на основе сплавов ТІАІ, упрочненных монокристаллическими волокнами сапфира 105
5.3 Микроструктура и излом композитов типа «АІ2О3/ТІАІ» 107
5.4 Механические свойства композитов типа «АІгОз/ТіАІ» 109
5.4.1 Испытания на ползучесть 109
5.4.2 Длительная и удельная длительная прочность композитов 112
5.4.3 Низкотемпературная пластичность и вязкость разрушения композитов.. 115
5.4.4 Процессы на межфазной границе волокно/матрица 116
5.5 Потенциальные рабочие температуры композитов 119
5.6 Стойкость композитов типа «А^ОзГЛА!» против окисления 120
5.7 Выводы по главе 5 128
Общие выводы 130
Список литературы 133
