Структура и свойства компактных порошковых интерметаллидов на основе TiAl полученных методом СВС

На сегодняшний день актуальной является проблема поиска новых конструкционных материалов, и оптимизация способа их получения. Развитие многих отраслей упирается в ограничение свойств традиционных материалов. Такие отрасли как: машиностроение, двигателестроение, авиастроение, ракетостроение и др. нуждаются в прочных, легких, жаростойких и жаропрочных материалах. Одним из таких материалов является интерметаллид TiAl и сплавы на его основе. TiAl обладает малой плотностью (ρ=4,3 г/см3) и самой высокой удельной прочностью при температуре 700^оС среди других известных сплавов, а также высокой стойкостью к окислению. Однако получение сплавов на основе TiAl, и изделий из них, традиционными способами, весьма трудоемкий и сложный процесс. При переплаве для выравнивания состава из-за сильной ликвации вследствие разности плотностей компонентов сплава используют вакуумно-дуговые, индукционные и др. печи, которые потребляют огромное количество энергии. Другим  наиболее негативным фактором, влияющим на технологичность сплавов на основе TiAl является низкая пластичность, и плохая обрабатываемость резанием.

В данной работе исследовались три способа компактирования порошка интерметаллида: холодное прессование и последующее спекание, в вакуумной печи, горячее прессование (ГП), искровое плазменное спекание (ИПС). В качестве исходного материала использовали порошок интерметаллида TiAl (<5мкм) синтезированный из элементных порошков методом СВС.

Изучена прессуемость и кинетика спекания прессовок из СВС-порошка TiAl. В результате исследования установлено, что метод холодного прессования с последующим спеканием оказался не эффективным, после спекания, относительная плотность образцов не превышает 0,75. Компактирование образцов методами горячего прессования и искрового плазменного спекания дали хороший результат. Определены режимы ГП И ИПС, которые позволили получить образцы с остаточной пористостью менее 1,0%. Полученные образцы обладают высокими физико-механическими свойствами: предел прочности на сжатие 1700 мПа, осадка при сжатии без разрушения 15 %.

Научный руководитель - к.т.н. Курбаткина В.В.