Регистрация / Вход
Прислать материал

Исследование структуры и свойств порошкового электрода из сплава Ti-47Al-2Nb-2Cr, модифицированного Y2O3

ФИО
Капланский Юрий Юрьевич
Электронная почта
7d35ac0cebb84ykaplanscky@mail.ru
Номинация
Металлургия
Институт
Институт экотехнологий и инжиниринга (ЭкоТех)
Кафедра
Кафедра порошковой металлургии и функциональных покрытий (ПМиФП)
ФИО научного руководителя
ст. преп., к.т.н. Зайцева А.А.
Академическая группа
МФП-14-1
Наименование тезиса
Исследование структуры и свойств порошкового электрода из сплава Ti-47Al-2Nb-2Cr, модифицированного Y2O3
Тезис

В настоящее время в авиакосмическую промышленность активно внедряют аддитивные технологии (АТ) для производства особо ответственных деталей газотурбинного двигателя. Исходными материалами в АТ служат сферические гранулы, обладающие однородным химическим составом, не имеющие газовой пористости и сателлитов. Наиболее перспективным методом получения гранул из жаропрочных сплавов на основе Ti является метод центробежного плазменного распыления (ЦПР) электродов.

Целью данной работы являлось отработка технологии изготовления спечённого порошкового электрода из сплава Ti-47Al-2Nb-2Cr (ат.%), модифицированного Y2O3, а также получение гранул методом ЦПР электрода с последующим изучением их структуры и свойств.

Спекание лабораторных образцов электрода проводилось в температурном интервале от 1100 до 14700С, в вакуумной печи типа ВСл-16-22-У производства фирмы «ВакЭТО» (Россия) при остаточном давлении 10-3 Па и температуре 1200, 1300 и 1470ºC в течении 2 часов. При температуре 14700С спекание протекает в присутствие жидкой фазы, обеспечивающей интенсивную усадку. Распыление электрода осуществляли на установке УЦРТ-9 (производства ОАО "Электромеханика"), скорость вращения электрода 20000 об/мин в атмосфере аргона. К жаропрочным титановым сплавам предъявляют высокие требования по суммарному содержанию примесей кислорода и азота, поэтому в данной работе на каждом технологическом этапе контролировалось их содержание методом восстановительного плавления на установке TC-436 фирмы «Leco» (США). Микроструктурный и полуколичественный элементный анализ проводили на растровом электронном микроскопе фирмы "Hitachi" модель: S-3400N. Рентгеноструктурный фазовый анализ проводили на установке ДРОН-3. Прочность на сжатие цилиндрических (D=6, H=9 мм) образцов определяли в соответствии с ГОСТ 25503-97 на универсальной испытательной машине марки LF 100 фирмы Walter + Bai AG (Швейцария) в автоматическом режиме.

По оптимизированной технологии изготовлен электрод длинной 600 и диаметром 60 мм с пористостью менее 2%, обладающий ламельной микроструктурой TiAl/Ti3Al и пределом прочности на сжатие 1510 МПа. Показано, что, полученные ЦПР гранулы фракции <250 мкм обладали сферической формой, состояли из фаз TiAl, твердого раствора на основе Ti, алюмоиттриевого граната Y3Al5O12. и обладали высокой чистотой по газовым примесям.

Работа выполнена в рамках Соглашения о предоставлении субсидии № 14.578.21.0040 от «22» июля 2014 г., тема № 3340202, для Минобрнауки РФ, под руководством ст. преп., к.т.н. Зайцева А.А.