Звіт про науково-дослідну роботу: „Створення матеріалознавчих засад розробки нових багатокомпонентних матеріалів на основі твердих розчинів d-металів IVVI груп”

Abstract

ОБ’ЄКТ ДОСЛІДЖЕННЯ — сплави на основі систем Ti-Nb-Mo, Zr-Co-Sn та Zr-Nb-Sn, і сплави на основі інтерметаліду Zr3Al. МЕТА РОБОТИ — створення матеріалознавчих засад розробки багатокомпонентних титанових сплавів на основі системи Ti-Nb-Mo, цирконієвих сплавів на основі систем Zr-Co-Sn та Zr-Nb-Sn, і сплавів на основі інтерметаліду Zr3Al у вигляді виявлених взаємозв’язків між складом сплавів, їх структурою і властивостями; розробка цирконієвого сплаву із нанодисперсним оксидним зміцненням для застосування в твелах при температурах експлуатації понад 450 °С. МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ — мікроструктурний (МСА), рентгенівський фазовий (РФА), локальний рентгеноспектральний (ЛРСА), диференційний термічний (ДТА) аналізи; растрова і трансмісійна електронна мікроскопія (СЕМ і ТЕМ); випробування на зжим, розтяг і опір повзучості, вимірювання модуля пружності, твердості та мікротвердості. Досліджено структуру та механічні властивості титанових сплавів системи Ті-Мз-Мо та сплавів на їх основі і отримано сплав із низьким модулем Юнга ~55 ГПа і високою міцністю, о02 = 950 МПа. Розроблено режим термообробки сплавів, який призводить до зниження модуля пружності в ~1,5 рази. Вперше побудовано фрагменти діаграми стану системи Zr-Co-Sn при температурах плавлення сплавів із 5% (ат.) Sn і встановлено, що фаза на основі а-цирконію достатньо тверда, пластична і має задовільну жароміцність. Для сплавів системи Zr-Nb-Sn розроблено технологію введення нанорозмірних часток Y2O3 (40 нм) та ZrO2 (5 нм) і встановлено механізм їх нанофазного зміцнення при 400-600 °С. Отримано сплави Zr-8Al та Zr-8Al-1Nb (% (мас.) із високим вмістом Zr3Al і встановлено механізми їх повзучості в діапазоні температур 400-600 °С за результатами випробувань на релаксацію напружень і побудованими діаграмами опору повзучості. КЛЮЧОВІ СЛОВА: ТИТАН, ЦИРКОНІЙ, Zr3Al, ІМПЛАНТ, ЖАРОМІЦНІСТЬ, ПОВЗУЧІСТЬ.