Звіт про науково-дослідну роботу: „ Науково-технологічні принципи синтезу та консолідації високозносостійких композитів на основі сплавів алюмінію та титану, армованих високомодульними сполуками"

Abstract

Об’єкт дослідження – алюмоматричні та титаноматричні композиційні матеріали, армовані високомодульними сполуками. Мета роботи – розроблення та оптимізація технологічних процесів виготовлення композитів матеріалів на основі алюмінієвих та титанових сплавів, армованих високомодульними сполуками, з високими експлуатаційними властивостями. Методи дослідження – диференційний термічний аналіз (ДТА), рентгенофазовий та мікрорентгеноспектральний аналізи, скануюча електронна мікроскопія, оптична металографія. Відпрацьовано технологічні режими деформування алюмо- та титаноматричних композиційних матеріалів з використанням інтенсивної пластичної деформації HPT. Оптимізований компонентний склад вихідної шихти та досліджений його вплив на особливості структури та фазовий склад синтезованого композиту системи Al-C-Ti. Показано, що в разі використання шихти із стехіометричним по відношенню до титану вмістом вуглецю переважною зміцнюючою фазою сплаву є ТіС сферичної форми рівномірно розподілений в алюмінієвій матриці. В свою чергу композит з титановою матрицею, при спіканні та перекристалізації стимулює утворення голчастих включень, а подальше їх деформування призводить до їх часткового подрібнення та переорієнтування в напрямку інтенсивної пластичної течії матеріалу. Досліджені основні фізико-механічні та експлуатаційні властивості компактованих матеріалів. Встановлено, що розроблені композити мають високі характеристики міцності. Результати триботехнічних досліджень показали, що композити які містять залишковий вуглець мають стійкість у 100 раз більшу ніж без надлишкового вуглецю. Показано, що просочування синтезованого композиту антифрикційним матеріалом запобігає схоплюванню матеріалів пари тертя та відповідно збільшує її стійкість. Сфера застосування розроблених композитів досить широка: диски регенераторів автомобільних газотурбінних систем, фільтри, екрани, системи допалювання вихлопних газів автомобілів (заміна нержавіючої сталі при виготовленні елементів вихлопної системи), відновлення поверхонь деталей машин та ін. Ключові слова: ТЕРМІЧНИЙ СИНТЕЗ, ГАРЯЧЕ ШТАМПУВАННЯ, АЛЮМІНІЙ, ТИТАН, ЗНОСОСТІЙКИЙ, БОРИДИ, КОНСОЛОДАЦІЯ, КОМПОЗИТ.