Mикроструктура и характеристики бронестойкости слоистых металломатричных композитов на основе сплава Ti–6Al–4V, упрочнённых TiC

П. Е. Марковский$^{1}$, Д. Г. Саввакин$^{1}$, С. В. Приходько$^{2}$, А. А. Стасюк$^{1}$, С. Г. Седов$^{3}$, В. A. Голуб$^{3}$, В. A. Курбан$^{3}$, E. В. Стеценко$^{3}$

$^{1}$Институт металлофизики им. Г. В. Курдюмова НАН Украины, бульв. Академика Вернадского, 36, 03142 Киев, Украина
$^{2}$University of California, Los-Angeles, Department of Materials Science and Engineering, Los Angeles, CA 90095, USA
$^{3}$Национальный университет обороны Украины, просп. Воздухофлотский, 28, 03049 Киев, Украина

Получена: 07.08.2020. Скачать: PDF

Сплав Ti–6Al–4V и композиты на его основе, упрочнённые 5–80% об. фазы TiC, получены методом прессования и спекания смесей порошков TiH$_2$, лигатуры Al–V и TiC. Увеличение содержания фазы TiC до 40% обеспечивает рост твёрдости композитов при сохранении их консолидированной структуры, при большем содержании фазы TiC материал спекается недостаточно, имея избыточную пористость. На основе этих результатов, были изготовлены пластины 90$\times$90 мм и толщиной 11–32 мм, состоящие из 3-х и 4-х слоёв сплава Ti–6Al–4V и композитов на его основе с содержанием фазы TiC 10%–40%. Многослойные пластины имели прочную связь между слоями различного состава, что обеспечило высокие защитные характеристики при баллистических испытаниях. Кинетическая энергия поражающих элементов, необходимая для пробивания многослойных пластин, на 7–40% больше, чем для стандартного сплава Ti–6Al–4V той же толщины. При баллистическом ударе поражающий элемент расходует основную часть кинетической энергии на деформацию твёрдых поверхностных слоёв композитов с 20% и, особенно, с 40% TiC, что не позволяет поражающему элементу глубоко проникать в следующий слой, состоящий из пластичного сплава.

Ключевые слова: титановые сплавы, металломатричные композиты, многослойные структуры, механические свойства, поражающие элементы, баллистические испытания.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v42/i11/1509.html

PACS: 62.20.M-, 81.05.Mh, 81.20.Ev, 81.40.-z, 81.70.Bt


ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
  1. J. Fanning, J. Mater. Eng. Perform., 14: 686 (2005). Crossref
  2. J. S. Montgomery and M. G. Y. Wells, JOM, No. 4: 29 (2001). Crossref
  3. T. L. Jones, K. Kondoh, T. Mimoto, N. Nakanishi, and J. Umeda, Key Engineering Materials, 551: 118 (2013). Crossref
  4. O. M. Ivasishin, P. E. Markovsky, D. G. Savvakin, O. O. Stasiuk, M. Norouzi Rad, and S. V. Prikhodko, J. Mater. Processing Technol., 269: 172 (2019). Crossref
  5. P. E. Markovsky, D. G. Savvakin, O. M. Ivasishin, V. I. Bondarchuk, and S. V. Prikhodko, JMEPEG, 28, Iss. 9: 5772 (2019). Crossref
  6. O. M. Ivasishin, P. E. Markovsky, D. G. Savvakin, O. O. Stasiuk, V. A. Golub, V. I. Mirnenko, S. H. Sedov, V. A. Kurban, and S. L. Antonyuk, Usp. Fiz. Met., 20, Iss. 2: 285 (2019). Crossref
  7. Zhaoxin Zhong, Biao Zhang, Yicheng Jin, Haoqian Zhang, Yang Wang, Jian Ye, Qiang Liu, Zhaoping Hou, Zhiguo Zhang, and FengYe, Ceramics International, 46, Iss. 18, Part A: 28244 (2020). Crossref
  8. O. M. Ivasishin, V. M. Anokhin, A. N. Demidik, and D. G. Savvakin, Key Eng. Mater., 188: 55 (2000). Crossref
  9. T. Saito, JOM, 56: 33 (2004). Crossref
  10. P. E. Markovsky, S. V. Prikhodko, D. G. Savvakin, O. O. Stasyuk, and O. M. Ivasishin, Mater. Sci. Forum, 941: 1384 (2018). Crossref
  11. O. M. Ivasishin and V. S. Moxson, Sci. Technol. Applications (Eds. Ma Qian, and S. H. Froes) (Elsevier: 2015), p.117.
  12. P. Wanjara, R. A. L. Drew, J. Root, and S. Yue, Acta Mater., 48: 1443 (2000). Crossref
  13. T. R. Jones, Army Research Laboratory, Report ARL-CR-0533, February (2004), p. 19.
  14. P. E. Markovsky, Mater. Sci. Forum, 941: 839 (2018). Crossref