Сравнительное изучение микроструктуры и характеристик композитов Ti6Al4V/TiB, полученных различными методами порошковой металлургии
Ючао Сон1,2, Александр Стасюк1,2,3, Дмитрий Саввакин1,2,3, Орест Ивасишин1,2,3, Сяофен Сю1,2
1College of Materials Science and Engineering, Jilin University, CN-130012 Changchun, China
2International Center of Future Science, Jilin University, CN-130012 Changchun, China
3Институт металлофизики им. Г. В. Курдюмова НАН Украины, бульв. Академика Вернадского, 36, 03142 Киев, Украина
Получена: 13.12.2021. Скачать: PDF
В данной работе композиты на основе сплава Ti6Al4V, упрочнённого фазой TiB, были для сравнения синтезированы тремя порошковыми технологиями: прессованием и спеканием порошковых смесей, двухстадийным спеканием с использованием водородного воздействия на материал и спеканием с предварительным активированием порошков размолом. Простейший метод холодного прессования и спекания смесей на основе TiH2 с лигатурой Al–V и порошком TiB2 использован как стандартный для сравнения. Данный метод формирует пористую матрицу Ti6Al4V с неравномерным распределением частично прореагировавших боридных фаз, что не обеспечивает достаточных механических характеристик композита. Для достижения желаемой малопористой и однородной микроструктуры композита с дисперсными частицами фазы ТіB было исследовано ещё два подхода. Двухстадийное спекание с использованием водородного воздействия на материал включает наводораживание неоднородной пористой композитной структуры после первого спекания, размол для получения композитного порошка, который прессуется и спекается повторно. Альтернативным подходом является активация размолом порошков титана и TiB2 с последующим смешиванием с порошками TiH2 и лигатурой, компактированием и спеканием. Оба метода обеспечивают активацию спекания порошков с повышением плотности композита, достижением однородной микроструктуры и улучшенными механическими характеристиками по сравнению со стандартным методом получения композита. Из всех изученных методов получения композит Ti6Al4V/TiB, полученный с активационным размолом порошков, демонстрирует лучшие механические характеристики благодаря комбинации низкой пористости, однородности микроструктуры и приемлемого содержания примесей.
Ключевые слова: титаноматричные композиты, порошковая металлургия, прессование и спекание порошков, борид титана, гидрирование, микроструктура, пористость.
URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v44/i02/0211.html
PACS: 61.43.Gt, 61.72.-y, 62.20.-x, 81.05.Mh, 81.20.Ev