Одним із найбільш перспективних конструкційних матеріалів є титанові сплави, що активно застосовуються в авіаційній галузі [1]. Основним питанням матеріалознавства титану є розробка нових технологій, що забезпечать значне зниження вартості титанових виробів (відносно інших конструкційних матеріалів). При цьому важливо не допустити зниження фізико-механічних характеристик титанових сплавів. Технологіями, що можуть принципово забезпечити якість виробів при зниженні їх вартості, є методи порошкової металургії.

Метою роботи було вивчення параметрів поверхневої термічної обробки на структуру та властивості  композиційних матеріалів із порошків титан-нікель.

Дослідження впливу умов поверхневої обробки матеріалу титан-нікель покращить розуміння процесів змочування та інфільтрації та їх впливу на властивості виробів [2]. Це необхідно для деталей, які будуть працювати при високих температурах або навантаженнях, наприклад, авіаційні двигуни чи турбіни.

Встановлено, що кінетика процесу хімічного осадження впливає на кількість нікелю, що розподіляється на поверхні частинок титану, збільшення часу осадження з 60 до 120 хв призводить до збільшення кількості нікелю з 2,3 до 4,2 %.

Було досліджено вплив умов поверхневої променевої обробки на структуру та властивості порошкового матеріалу титан-нікель. Зразки були спресовані на гідравлічному пресі при тиску 300 МПа з плакованого нікелем порошку титану. Спікання зразків проводили електронним променем на установці «ЭЛА-6» в різних режимах обробки.

Дослідження спечених матеріалів показали, що структура отриманих зразків дрібнозерниста з рівномірно-розподіленої між зернами титану інтерметалідної фази NiTi₂. Фазовий склад матеріалу на основі плакованого титанового порошку нікелем  (4 %) становить 92,3 % вмісту α-фази титану і 7,7 % вмісту інтерметаліду NiTi₂. Дослідження міцності на стиснення показало, що значення міцності зразків на основі плакованих порошків близько 1420 – 1435 МПа.

Результати досліджень показали, що використання поверхневої електронно-променевої обробки для спікання плакованих композиційних порошків дозволяє отримати дрібну та рівномірну мікроструктуру, з високими фізико-механічними властивостями матеріалу.

References:

1. Titanium (Ti) – Properties, Applications [Electronic resource] // AZO materials [official website]. – Electronic data. – access mode: https://www.azom.com/properties.aspx?ArticleID=712. – Name from the screen. – View date: 12.06.2023.
2. Hedren M. Simulation of Additive Manufacturing Process Physics and Properties in Powder Bed Electron-Beam Melting of Ti-6Al-4V / M. Hedren. – Thesis, University of Washington: Washington, 2020. – 167 p.