СТРУКТУРА ТА ВЛАСТИВОСТI ТИТАН-АЛЮМIНIДНИХ СПЛАВIВ, ЛЕГОВАНИХ НIОБIЄМ I ТАНТАЛОМ

Анотація

Потрійні литі сплави Ті_55-хNb_хAl₄₅, Ті_53-хNb_хAl₄₇, Ті_55-хТа_хAl₄₅ і Ti_53-хТа_хAl₄₇, де х = 0, 4, 8, 12, та чотирикомпонентні Ti₄₅Nb_8-xТа_хAl₄₇ і Ті₄₇Nb_8-xТа_хAl₄₅, де х = 2, 4, 6, виплавлені в лабораторній електродуговій печі з чистих компонентів (~99,9% (мас.)), досліджено методами рентгенофазового аналізу, електронної растрової (скануючої) та трансмісійної мікроскопії, диференційного термічного аналізу і тестування на стиск. Знайдено, що сплави містять переважно високодисперсну ламілярну структуру розпаду β → α→ α + γ → α₂ + γ з острівцями γ-фази, а також β-фази при вмісті ніобію або танталу 12% (ат.). В рамках CALPHAD-підходу отримано термодинамічний опис системи Al-Nb-Ta-Ti, який адекватно відтворює отримані експериментальні результати. За даними тестування на стиск при кімнатній температурі, потрійні сплави з 45% (ат.) Al мають вищу міцність порівняно зі сплавами, котрі містять 47% (ат.) Al, але поступаються останнім за пластичністю. Для сплавів Ti₄₆Nb₈Al₄₆ та Ti₄₆Та₈Al₄₆ отримано високий рівень міцності в інтервалі температур від кімнатної до 800 °С і падіння пластичності до 2-4% при 200-600 °С. Знайдено, що найкраще поєднання міцності і пластичності (σ₀₂ = 1043 МПа, σ_p = 1612 МПа, ε_пл = 12,4%) серед чотири-компонентних сплавів має Ті₄₇Nb₄Та₄Al₄₅.