МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МИКРОСЛОЙНЫХ МАТЕРИАЛОВ Ti-Al ПРИ СТАТИЧЕСКОМ И ЦИКЛИЧЕСКОМ НАГРУЖЕНИИ

Анотація

Представлено технологію отримання мікрошаруватого матеріалу шляхом спікання та прокатки пакета смуг, що чергуються, з титану та алюмінію при температурах 460 і 770 °С. Початкова товщина пакета становила 2,6 мм, а кінцева — після гарячої прокатки — 1,8 мм. Далі заготовку прокатували при кімнатній температурі до товщини 0,5 мм. Сумарний ступінь деформації при 20 °С склав е = ln1,8 / 0,5 = 1,3. Деякі із отриманих смуг товщиною 0,5 мм потім розшарувалися по середині її товщини і були досліджені при статичному та циклічному вигині. Методом рентгеноструктурного аналізу встановлено, що матеріал, отриманий при нагріванні та прокатці при 770 °С, містить фазу ГПУ Ti і фазу TiAl₃. Встановлено анізотропію структури в шарах титану. Границя пропорційності матеріалу товщиною 0,5 мм склала 368 МПа. Визначено характеристики пружності, пропускання енергії коливань і опір втомі зразків мікрошаруватого матеріалу Ti−TiAl₃ на зразках товщиною 0,25 мм, вирізаних вздовж і поперек напрямку прокатки. Для цього збуджували резонансні коливання згину консольно закріплених зразків на їх першій та другій формах і визначали залежності максимальних напружень у зразках від відносної потужності установки (електродинамічного вібратора) W/W_макс, а також руйнівних втомних напружень у зразках від числа циклів навантаження. Показано, що модуль Юнга зразків, вирізаних уздовж прокатки, складає 92, а поперек прокатки — 100 ГПа. Встановлено, що мікрошаруватий матеріал Ti−TiAl₃, вирізаний уздовж прокатки, менш досконалий, ніж вирізаний поперек прокатки, тому що при однаковій відносній потужності збудження коливань неруйнівні напруження в ньому на 11% менші, ніж у напрямку поперек прокатки, через більш високий рівень розсіювання енергії в анізотропній кристалографічній структурі. Границі витривалості на базі 10⁷ циклів для зразків матеріалу Ti−Al (Т_пр = 460 °С), вирізаних уздовж прокатки, склали 303 МПа, для зразків Ti−TiAl₃, вирізаних уздовж прокатки, —299 МПа, а поперек прокатки —481 МПа.