ФОРМИРОВАНИЕ ИНТЕРМЕТАЛЛИДНЫХ СЛОЕВTI-ALНА ПОВЕРХНОСТИ ТИТАНА ВТ1-0 МЕТОДОМ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ НАПЛАВКИ
, МТФ, гр. НТ-201
Научный руководитель: , к. т. н., доцент
Среди множества известных интерметаллидов одними из наиболее широко исследованных и часто применяемых являются интерметаллиды системы Ti-Al. Они обладают высоким комплексом механических свойств и стойкостью к окислению при повышенных температурах. Одним из перспективных подходов к использованию интерметаллидов этой системы в промышленности является нанесение защитных слоев и покрытий на титановые сплавы. В настоящей работе для нанесения интерметаллидных слоев системы Ti-Al на титановый сплав ВТ1-0 использовался метод электронно-лучевой наплавки. В работе представлены результаты исследований структуры и механических свойств полученных образцов.
В качестве материала основы использовались пластины титанового сплава ВТ1-0 габаритами 50х50х12 мм. Перед электронно-лучевым оплавлением на поверхность пластин наносилась порошковая смесь, состоящая из порошков алюминия и титана технической чистоты, а также порошков CaF2и LiF, используемых в качестве флюса. Плотность насыпки порошковой смеси составляла 0,45 г/см2. В процессе наплавки образец перемещали относительно пучка электронов со скоростью 1 см/с при токе электронного пучка – 11 мА.
Структура поверхностного слоя образца, зафиксированная методом оптической микроскопии представлена на рисунке 1. Следует отметить, что в наплавленном слое отсутствуют дефекты в виде крупных пор или трещин.
Рисунок 1 - Микрофотография поперечного шлифа образца системы Ti-Al.
Для определения фазового состава применялся метод рентгенофазового анализа (рисунок 2). Было установлено, что наплавленный слой состоит из следующих фаз: Ti3Al и TiAl.
Рисунок 2 - Результаты фазового состава покрытия методом рентгенофазового анализа.
Для оценки механических свойств наплавленных слоев на поперечных шлифах измерялось распределение микротвердости от поверхностного слоя к основному металлу (рисунок 3).Установлено, что значение микротвёрдости наплавленного слоя примерно в 5 раз превышает значение микротвёрдости материала основы.
Рисунок 3 - Результаты измерений микротвёрдости покрытия системы Ti-Al, полученного методом электронно-лучевой наплавки.
На основании проведенных исследований можно сделать следующие выводы:
Метод вневакуумной электронно-лучевой наплавки позволяет формировать высококачественные интерметаллидные слои на поверхности титановых сплавов. Полученный слой не содержат крупных дефектов в виде пор или трещин. В случае наплавки слоев системы Ti-Al обнаружено, что наплавленный слой состоит из фаз: TiAl и Ti3Al. Твердость наплавленного слоя примерно в 5 раз превышает твердость материала основы.