Гомогенні матеріали, одержані відомими методами обробки (литтям, спіканням тощо) майже досягли своєї максимальної ефективності, тому актуальним є створення сучасних композиційних матеріалів, гетерогенна структура яких може значно підвищити фізико-механічні та експлуатаційні характеристики і забезпечити стабільну роботу виробів в екстремальних умовах.

У роботі досліджувався вплив шорсткості на товщину утвореного інтерметалевого перехідного шару між титановим композитом та розплавом алюмінію.

Попереднім експериментом [1] було встановлено, що титан, армований боридом титану, має достатню сумісність з розплавом алюмінію, і може використовуватись як армувальний елемент для виготовлення алюміній-матричних композиційних матеріалів.

У якості вихідних матеріалів використовували алюміній, чистотою 98,6% та 3 пластини титану розмірами 20×13×3 мм, армованого волокнами бориду титану діаметром 1…2 мкм та довжиною 100…500 мкм. Вміст волокон бориду титану складав 11 об’ємних %. Пластини було отримано методом електронно-променевого переплавлення з наступною прокаткою, а їх поверхні були оброблені шліфувальним папером з розміром зерна 250..315 мкм, 63…80 мкм та 3…5 мкм.

Температура розплаву складала 730..750 °С, час витримки пластин у ньому– 30 хвилин.

Методом металографічного аналізубуло встановлено, що при шліфуванні поверхонь папером з розміром зерна 250..315 мкм (рис. 1, а) та 63…80 мкм (рис. 1, б)товщина перехідного шару між алюмінієм та титановим композитом значно не змінюється. В обох випадках можна спостерігати утворення рівномірного інтерметалевого шару товщиною до 5 мкм. Натомість, при обробленні поверхні папером з розміром зерна 3…5 мкм (рис. 1, в) спостерігається збільшення перехідного інтерметалевого шару до 60 мкм та відсутність зони рівномірно армованого алюмінію.

Рис. 1. Мікроструктура перехідного шару, утвореного при взаємодії розплаву алюмінію та титанового композиту, поверхні якого були відшліфовані шліфувальним папером з розміром зерна 250..315 мкм (а), 63…80 мкм (б) та 3…5 мкм (в)

Отже, шляхом зміни шорсткості поверхні можна регулювати товщину перехідного інтерметалевого шару, утворюваного між розплавом алюмінію та титаном, армованим боридом титану.

Література:

1. Особливості взаємодії титану, армованого волокнами монобориду титану, з розплавом алюмінію / Смірнова Я.О., Гурія І.М., Солодкий Є.В., Лобода П.І. // IX Міжнародна науково-технічна конференція Нові матеріали і технології в машинобудуванні-2017: матеріали науково-технічної конференції, 30…31 травня 2017 р., м. Київ / загальна редакція Р.В. Лютий, І.М. Гурія. – Київ: НТУУ «КПІ», 2017. – С 168-169.