Мікроструктура та характеристики бронестійкості шаруватих металоматричних композитів на основі стопу Ti–6Al–4V, зміцнених частинками ТіС

П. Є. Марковський$^{1}$, Д. Г. Саввакін$^{1}$, С. В. Приходько$^{2}$, О. О. Стасюк$^{1}$, С. Г. Сєдов$^{3}$, В. А. Голуб$^{3}$, В. А. Курбан$^{3}$, Є. В. Стеценко$^{3}$

$^{1}$Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 36, 03142 Київ, Україна
$^{2}$University of California, Los-Angeles, Department of Materials Science and Engineering, Los Angeles, CA 90095, USA
$^{3}$Національний університет оборони України імені Івана Черняховського, просп. Повітрофлотський, 28, 03049 Київ, Україна

Отримано: 07.08.2020. Завантажити: PDF

Стоп Ti–6Al–4V та металоматричні композити на його основі, зміцнені частинками TiC (5–80% за об’ємом), виготовлено методом пресування і спікання сумішей порошків TiH$_2$, ліґатури Al–V та TiC. Збільшення вмісту TiC до 40% забезпечує поступове підвищення твердості при отриманні необхідних мікроструктур композитів, проте вищий вміст фази TiC веде до надмірної пористості та недостатньої міцності спечених матеріалів. Беручи до уваги ці дані, виготовлено плити 90$\times$90 мм та товщиною 11–32 мм, які складаються з 3-х та 4-х шарів стопу Ti–6Al–4V та композитів на його основі з вмістом ТіС від 10% до 40%, з необхідною міцністю з’єднань між шарами. Проведено балістичні випробування, які показали підвищені характеристики стійкості багатошарових плит при ударі кулями з різною кінетичною енергією у порівнянні зі стандартним стопом Ti–6Al–4V — для пробивання багатошарових плит необхідна питома кінетична енергія вражаючих елементів на 7–40% вища. Кінетична енергія уражальних елементів витрачається, переважно, на деформацію поверхневих шарів твердих металоматричних композитів з 20% та, особливо, з 40% TiC, що мінімізує глибину проникнення вражаючих елементів в наступний шар в’язкого стопу.

Ключові слова: титанові стопи, металоматричні композити, шаруваті структури, механічні властивості, уражальні елементи, балістичні випробування.

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

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


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  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