Функционально ориентированные жаропрочные композиты

Аннотация

Разработанная технология получения поверхностных композитных материалов, включающая высокоэнергетическую механическую обработку, HVOF в защитной атмосфере, последующую термомеханическую и термическую обработку слоев ZrCuNiCoTi, cBNNi3AlSiCCoY в защитной атмосфере позволила повысить адгезионную прочность поверхностного композита, снизить пористость композитов и улучшить функциональные и эксплуатационные свойства композитных материалов. Разработаны поэтапные методы термической обработки и пластического деформирования поверхностных слоев, способствующие стабилизации структуры материалов при снижении остаточных напряжений. На основе комплексных рентгеноструктурных и электронно-микроскопических исследований, определены структурные параметры поверхностных композитов. Показано, что сплав ZrCuNiCoTi, находится в аустенитно-мартенситном состоянии, имеет нанокристаллическую структуру с размером зерна 80-120 нм, а сплав cBNNi3AlSiCCoY состоит из множества интерметаллидных фаз и включений, имеет наноразмерную структуру с размером зерна 100-200нм. Выполнено исследование микротвердости поверхностных слоев композита ZrCuNiCoTi – cBNNi3AlSiCCoY, показавшие, что применение термомеханической обработки приводит к повышению микротвердости. В результате статистической обработки экспериментальных данных составлены эмпирические математические зависимости амплитуды напряжений от циклической долговечности. Выполнены механические испытания композитов AISI 321H – NiCoTiZrHf – cBNCoMo, AISI 321H – ZrCuNiCoTi – cBNNi3AlSiCCoY, AISI 321H – TiNiZrHfCoCu – cBNCoNiAlY на многоцикловую усталость при изгибе с вращением, показавшие, что наибольшей циклической долговечностью обладает композит AISI 321H+ ZrCuNiCoTi – cBNNi3AlSiCCoY