Григорчук Т.М., Абдуллаєва Е.Р., Богомол Ю. І.
(НТУУ «КПІ»,  м. Київ)

МІКРОСТРУКТУРА СПРЯМОВАНО ЗАКРИСТАЛІЗОВАНОГО СПЛАВУ Mo-ZrC

На сьогоднішній день промисловість має потребу в матеріалах, що володіють високою механічною міцністю та стійкістю до окиснення при значних температурах. Широке застосування в авіабудуванні набули суперсплави на основі нікелю, які використовують при конструюванні газотурбінних двигунів. Однак, вони легко піддаються зношуванню за температур, що перевищують 1100 °C [1]. Альтернативою їм можуть послужити сплави на основі молібдену [2]. Їх високотемпературні властивості можуть бути підвищені за рахунок створення композиційних матеріалів або легування, яке веде до утворення інтерметалідних фаз, що підвищують стійкість до повзучості та окиснення.

Дана робота присвячена одержанню спрямовано закристалізованих евтектичних сплавів на основі молібдену методом безтигельної зонної плавки, оскільки вони можуть мати значно вищі високотемпературні механічні властивості в порівнянні з композитами одержаними іншими методами [3].

Спрямовано закристалізований евтектичний сплав складу Mo-(27 мас.%)ZrС був отриманий методом безтигельної зонної плавки неспечених порошкових пресовок в установці «Кристал-206» [3]. Мікроструктура сплаву досліджувалась за допомогою металографічного мікроскопу Neophot 21.

Металографічні дослідження показали, що одержаний композит складається з двох фаз (рис. 1): матриця світлого кольору на знімках відповідає твердому розчину молібдену, а темні включення – карбіду цирконію, який закристалізувався в матеріалі у вигляді дендритів, орієнтованих в напрямку вирощування матеріалу, а також до бокових стінок зразка, що зумовлено градієнтом температури між центром та краєм фронту кристалізації і є притаманним саме для методу зонної плавки.

Дані металографічного аналізу задовільно збігаються з даними рентгенофазового аналізу.

Одержані дані дають змогу зазначити, що евтектичний сплав Mo-ZrC, що має достатньо рівномірну тонкозернисту армовану структуру може знайти застосування в багатьох пристроях аерокосмічної техніки [4]. Це підтверджує правильність вибору об’єкту дослідження. В подальшому планується детальніше дослідження механічних властивостей та стійкості до окиснення даного матеріалу.

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

[1]            M. Heilmaier, M. Krüger, H. Saage, et al.: Metallic Materials for Structural      Applications Beyond Nickel-based Superalloys. JOM 2009; 61(7): 61–67.

[2]            Krüger M: Pulvermetallurgische Herstellung und Charakterisierung von      oxidationsbeständigen Molybdänbasislegierungen für        Hochtemperaturanwendungen. Berlin, Logos, 2010.

[3]            Бурханов Г.С.: Высокочистые монокристаллы металлов. Высокочистые вещества 1993(3): 7–15.

[4]            Ley, W., Wittmann, K., Hallmann, W., eds. (2009). Handbook of space     technology. John Wiley & Sons, Ltd. pp. 323–324.