ТЕМПЕРАТУРНІ ЗАЛЕЖНОСТІ МЕХАНІЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ МІКРОШАРУВАТИХ ТИТАНОВИХ КОМПОЗИТІВ Ti/TiAl₃ ПРИ ЦИКЛІЧНОМУ НАВАНТАЖЕННІ 

Анотація

Досліджено три мікрошаруваті титанові матеріали Ti/TiAl₃ вихідного складу Ti–Al, отримані реакційним спіканням і прокаткою пакетів почергових смуг з титану та алюмінію різної товщини при температурах 600, 700 і 770 °С. Модуль Юнга досліджених матеріалів при поздовжніх коливаннях і кімнатній температурі визначали на частоті біля 45 кГц, а при коливаннях згину і високих температурах (20–820 °С) — при резонансних коливаннях з частотою, в сто разів меншою. Встановлено, що графіки залежностей модуля пружності Е мікрошаруватих матеріалів від температури випробувань мають нахили в проміжку між нахилами аналогічних кривих для Ti та відомого сплаву ВТ25У. При цьому нагріванням та витримкою Ti/TiAl₃ при 700 °С отримано матеріал із стабільними значеннями Е, які помітно вище, ніж у сплава ВТ25У при температурі до 700 °С. Визначено залежності напружень у зразках від відносної потужності установки при постійних температурах випробувань 650 та 700 °С мікрошаруватих матеріалів Ti/TiAl₃ і сплаву ВТ25У. Встановлено, що в мікрошаруватих матеріалах розсіюється значно більша кількість механічної енергії коливань порівняно з відомим жароміцним матеріалом ВТ25У. Показано, що різниця у механізмах опору втомі мікрошаруватих та ізотропних матеріалів при високих температурах обумовлена не тільки різницею в їх температурних залежностях модуля Юнга на рівні взаємодії атомів, але й, в основному, різницею температурних залежностей циклічних деформацій, пов’язаних з дією дислокацій на рівні мікро- та макроструктури. Показано, що втомна тріщина розшаровує структуру матеріалу по середині інтерметалідних шарів.