Search

Annotation. Purpose. Determination of compound influence on the mechanical properties (strength and plasticity) of intermetallic γ-TiAl alloy, and determination of its optimum composition. Methodology. The mechanical properties were determined on standard discontinuous specimens in accordance with GOST 1497-84 on a tearing machine MUP-20. Optimization parameters: Y1 - ultimate strength (σв), MPа → max; Y2 - relative elongation (δ),%. > 4. As independent variables, the content of niobium (X1), the content of molybdenum (X2), the content of the chromium mixture (X3) were chosen in the alloy. Findings. It is established the best combination of strength/ductility with the content of chemical elements (8.27Nb, 3.18Mo, 2Cr), which makes it possible to obtain an alloy with σs = 1200 MPa and δ = 4%. Recommended optimum composition of intermetallic γ-TiAl alloy, wt. %: aluminum - 30%, niobium - 8%, molybdenum - 5%, chromium - 1,7%, titanium - the rest. Originality. The regularities of the influence of alloying elements on the mechanical properties of intermetallic γ-TiAl alloys. Practical value. The calculations made allow us to recommend the following composition of intermetallic γ-TiAl alloy for practical use: Ti-44Al-4Nb-2Mo-1Cr., Аннотация. Цель. Установление закономерностей влияния состава на механические свойства (прочность и пластичность) интерметаллидного γ-TiAl сплава и нахождение его оптимального состава. Методика. Механические свойства определяли на стандартных разрывных образцах по ГОСТ 1497-84 на разрывной машине МУП-20 при нагрузке 5 т и скорости движения активного захвата 2,5 мм/мин. Параметры оптимизации: Y1 – предел прочности (σв), МПа →max; Y2 – относительное удлинение (δ), %. > 4. В качестве независимых переменных были выбраны: содержание в сплаве ниобия (Х1), содержание в сплаве молибдена (Х2), содержание в смеси хрома (Х3). Для получения квадратичных коэффициентов уравнения регрессии использован ортогональный план второго порядка с ядром 23. Для численного решения задачи оптимизации использовали пакет прикладных программ для инженерно-математических расчетов SciLab. Результаты. В результате оптимизации установлена точка, показывающая наилучшее сочетание прочности/пластичности при содержании химических элементов (8,27Nb;3,18Mo;2Cr), что позволяет получить сплав с σв = 1200 МПа и δ=4%. . . Рекомендуемый оптимальный состав интерметаллидного γ-TiAl сплава, мас. %: алюминий – 30 %, ниобий – 8 %, молибден – 5 %, хром – 1,7 %, титан — остальное. Научная новизна. Установлены закономерности влияния легирующих элементов на механические свойства интерметаллидных γ-TiAl сплавов. Практическая значимость. Проведенные расчеты позволяют рекомендовать для практического применения следующий состав интерметаллидного γ-TiAl сплава: Ti-44Al-4Nb-2Mo-1Cr. Ключевые слова: интерметаллиды; Ti-Al сплавы; оптимизация; прочность/пластичность, Анотація. Мета. Встановлення закономірностей впливу складу на механічні властивості (міцність і пластичність) інтерметалідного γ-TiAl сплаву і знаходження його оптимального складу. Методика. Механічні властивості визначали на стандартних розривних зразках за ГОСТ 1497-84 на розривній машині МУП-20 при навантаженні 5 т і швидкості руху активного захоплення 2,5 мм/хв. Параметри оптимізації: Y1 - границя міцності (σв), МПа → max; Y2 - відносне подовження (δ),%. > 4. У якості незалежних змінних були обрані: вміст у сплаві ніобію (Х1), вміст у сплаві молібдену (Х2), вміст у суміші хрому (Х3). Для отримання квадратичних коефіцієнтів рівняння регресії використаний ортогональний план другого порядку з ядром 23. Для чисельного рішення задачі оптимізації використовували пакет прикладних програм для інженерноматематичних розрахунків SciLab. Результати. В результаті оптимізації встановлена точка, що показує найкраще поєднання міцності/пластичності при вмісті хімічних елементів (8,27Nb; 3,18Mo; 2Cr), що дозволяє отримати сплав з σв = 1200 МПа і δ = 4%. Рекомендований оптимальний склад інтерметалідного γ-TiAl сплаву, мас. %: алюміній - 30%, ніобій - 8%, молібден - 5%, хром - 1,7%, титан - інше. Наукова новизна. Встановлено закономірності впливу легуючих елементів на механічні властивості інтерметаллідних γ-TiAl сплавів. Практична значимість. Проведені розрахунки дозволяють рекомендувати для практичного застосування наступний склад інтерметалідного γ-TiAl сплаву: Ti-44Al-4Nb-2Mo-1Cr.

Annotation. Purpose. The determination of critical conditions for transition to combustion in intermetallide systems under selfpropagating high-temperature synthesis (SHS) conditions with changeable parameters, which determine process conditions. Methodology. The intermetallide systems Ti-Al and Ni-Al were chosen for the study. As a criterion for a thermal explosion, Semenov's criterion was chosen. The software for engineering and mathematical calculations SciLab was used for numerical calculation. Findings. A numerical analysis of the ratio of the calculated Semenov’s criterion and its critical value showed that the investigated reactions can be divided into two groups. The first group includes systems in which the Semenov’s criterion is below its critical value (Se, Аннотация. Цель. Установление критических условий перехода к воспламенению интерметаллидных систем в условиях самороспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС) при изменении параметров, определяющих условия проведения процесса. Методика. Объектом исследования выбраны интерметаллидные системы Ti-Al и Ni-Al. В качестве критерия теплового взрыва выбран критерий Семенова, который получен решением стационарного уравнения теплового баланса. Для численного решения условий протекания СВС-реакций в интерметаллидных системах использовали пакет прикладных программ для инженерно-математических расчетов SciLab. Результаты. Численный анализ по соотношению расчетного критерия Семенова и его критического значения показал, что исследуемые реакции можно разделить на две группы. К первой группе относится системы, в которых расчетный критерий Семенова ниже его критического значения (Se < Seкр). К второй группе относятся системы, для которых расчетный критерий Семенова равен или превышает критическое значение (Se > Seкр). Научная новизна. Для интерметаллидных систем Ni-Al и Ti-Al установлены зависимости расчетного критерия Семенова от начальной температуры синтеза. Установлено, что начальная температура для осуществления синтеза в системы Ti-Al должна превышать 378 K, в системе Ni-Al синтез может проходить и при обычных условиях (298 K). Понимание механизмов протекания СВС-реакций и получение количественных закономерностей, описывающих процесс теплового взрыва, позволит управлять режимом протекания СВС-реакций, что в свою очередь дает возможность управлять и структурой интерметаллидных сплавов при СВС-прессовании Практическая значимость. Установлено, что для осуществления реакции синтеза алюминида титана необходим предварительный подогрев. Расчет показал, что для достижения температуры синтеза в режиме горения в системе Ti + Al достаточен подогрев до ~ 100 оС (378 K)., Анотація. Мета. Встановлення критичних умов переходу до займання інтерметалідних систем в умовах самороспространяющегося високотемпературного синтезу (СВС) при зміні параметрів, що визначають умови проведення процесу. Методика. Об'єктом дослідження обрані інтерметалідні системи Ti-Al і Ni-Al. Як критерій теплового вибуху обраний критерій Семенова, який отримано рішенням стаціонарного рівняння теплового балансу. Для чисельного рішення використовували пакет прикладних програм для інженерно-математичних розрахунків SciLab. Результати. Чисельний аналіз по співвідношенню розрахункового критерію Семенова і його критичного значення показав, що досліджувані реакції можна розділити на дві групи. До першої групи належить системи, в яких розрахунковий критерій Семенова нижче його критичного значення (Se Seкр). Наукова новизна. Для інтерметалідних систем Ni-Al і Ti-Al встановлені залежності розрахункового критерію Семенова від початкової температури синтезу. Практична значимість. Встановлено, що для здійснення реакції синтезу алюмініду титану необхідний попередній підігрів. Розрахунок показав, що для досягнення температури синтезу в режимі горіння в системі Ti + Al достатній підігрів до ~ 100 оС (378 K).

Purpose. For nickel aluminides along with traditional methods of casting and powder metallurgy, recently began to use the technology self-propagating high-temperature synthesis (SHS). You must install the regularities of formation porosity and strength intermetallic catalysts when changing the SHS process and the degree of doping. Methodology. As starting components used pure powders of nickel, aluminum, cobalt, copper, and manganese oxide. Dispersible powders was 100-150 m. Scheme batch cooking involved dosing, mixing, mold filling, SHS compaction and heat treatment. The mechanical strength of samples was determined via UG-20 machine. Compression testing was performed according to GOST 25.503-97. Thermal analysis of the test sample was performed on the brand Derivatograph Q1050. The microstructure of the obtained catalysts were tested for light microscope «Neophot-21» and a scanning electron microscope «SEM-100». Findings. Analysis of the results of physical and mechanical properties of intermetallic catalysts showed that they differ depending on the mixture composition and process mode processing. The difference in the physical and mechanical properties of the catalyst is due to differences in the structure, phase composition, the porosity and pore size. The introducing additives porosity manganese catalyst is increased by increasing the volume of large pores and the structure with small capillaries not change due to the localization of manganese oxide in the catalyst pores. However, with the introduction of additives manganese sharply reduced mechanical strength blanks which may be increased if the Ni-Co-Mn catalyst additionally prolegirovat copper. An important advantage of SHS mode, is that the strength of the catalyst is 1,5 times higher than that of the sintered materials at the same porosity. High process temperatures and low content of impurities at the grain boundary (due to self-cleaning) lead to the formation of strong bonds between the grains in the polycrystal. The average value for all of the specific surface of the catalyst is tested samples 112 m2/g. Analysis of the initial sample derivatograms Ni-Co-Mn-Cu gave weight gain of the sample at temperatures ranging from 200-300oС 2% by weight. Originality. New scientific evidence on the effect of mode of SHS process and the degree of doping on the porosity and strength of the intermetallic catalysts. The parameters of the thermal stability ofintermetallic catalysts. Practical value. The parameters of SHS pressing and doping levels to increase the porosity and plasticity of intermetallic catalysts., Аннотация. Цель. Для получения алюминидов никеля наряду с традиционными методами литья и порошковой металлургии, в последнее время, стали использовать технологию самороспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС). Необходимо установить закономерности формирования пористости и прочности интерметаллидных катализаторов при изменении режима СВС-процесса и степени легирования. Методика. В качестве исходных компонентов использовали чистые порошки никеля, алюминия, кобальта, меди, оксида марганца. Дисперсность порошков составляла 100-150 мкм. Схема приготовления шихты включала дозировку, смешивание, заполнение формы, СВС-прессование и термическую обработку. Механическую прочность образцов с покрытием определяли с помощью машины УГ-20. Испытания на сжатие проводили согласно ГОСТ 25.503-97. Термический анализ исследуемого образца проводили на приборе марки Derivatograph Q 1050. Микроструктуру полученных катализаторов исследовали на световом микроскопе «Neophot–21» и растровом электронном микроскопе «РЭМ-100». Результаты. Анализ результатов исследования физико-механических свойств интерметаллидных катализаторов, показал, что они отличаются в зависимости от состава смеси и технологического режима их обработки. Различие в физико-механических свойствах катализаторов объясняется отличиями в структуре, фазовом составе, величине пористости и размера пор. C введением добавки марганца пористость катализатора увеличивается в результате увеличения объема крупных пор, а структура мелких капилляров при этом совсем не изменяется, что объясняется локализацией оксида марганца в порах катализатора. Однако, с введением добавок марганца резко снижается механическая прочность заготовок, которая может быть увеличена, если Ni-Co-Mn катализатор дополнительно пролегировать медью. Важным преимуществом режима СВС, является то, что прочность катализатора в 1,5 раза выше, чем у спеченных материалов при той же пористости. Высокие температуры процесса и низкое содержание примесей на границе зерен (из-за самоочистки) приводят к образованию сильных связей между зернами в поликристалле. Среднее значение удельной поверхности для всех исследованных проб катализатора равно 112 м2/г. Анализ дериватограммы исходного образца Ni-Co-Mn-Cu зафиксировал прирост массы образца в диапазоне температур от 200-300 оС на 2% мас. Научная новизна. Получены новые научные данные о влиянии режима СВС-процесса и степени легирования на пористость и прочность интерметаллидных катализаторов. Установлены параметры термической устойчивости интерметаллидных катализаторов. Практическая значимость. Установлены параметры СВС-прессования и уровни легирования на повышение пористости и пластичности интерметаллидных катализаторов., Анотація. Мета. Для отримання алюмінідів нікелю поряд з традиційними методами лиття та порошкової металургії, останнім часом, стали використовувати технологію саморозповсюджувального високотемпературного синтезу (СВС). Необхідно встановити закономірності формування пористості і міцності інтерметалідних каталізаторів при зміні режиму СВС-процесу і ступеня легування. Методика. В якості вихідних компонентів використовували чисті порошки нікелю, алюмінію, кобальту, міді, оксиду марганцю. Дисперсність порошків становила 100-150 мкм. Схема приготування шихти включала дозування, змішування, заповнення форми, СВС-пресування і термічну обробку. Механічну міцність зразків визначали за допомогою машини УГ-20. Випробування на стиск проводили згідно ГОСТ 25.503-97. Термічний аналіз досліджуваного зразка проводили на приладі марки Derivatograph Q1050. Мікроструктуру отриманих каталізаторів досліджували на світловому мікроскопі «Neophot-21» і растровому електронному мікроскопі «РЕМ-100». Результати. Аналіз результатів дослідження фізико-механічних властивостей інтерметалідних каталізаторів, показав, що вони відрізняються в залежності від складу суміші і технологічного режиму їх обробки. Різниця у фізико-механічні властивості каталізаторів пояснюється відмінностями в структурі, фазовому складі, величині пористості та розміру пор. C введенням добавки марганцю пористість каталізатора збільшується в результаті збільшення обсягу великих пор, а структура дрібних капілярів при цьому зовсім не змінюється, що пояснюється локалізацією оксиду марганцю в порах каталізатора. Однак, з введенням добавок марганцю різко знижується механічна міцність заготовок, яка може бути збільшена, якщо Ni-Co-Mn каталізатор додатково пролегувати міддю. Важливою перевагою режиму СВС, є те, що міцність каталізатора в 1,5 рази вище, ніж у спечених матеріалів при тій же пористості. Високі температури процесу і низький вміст домішок на границізерен (через самоочищення) призводять до утворення сильних зв'язків між зернами в полікристалі. Середнє значення питомої поверхні для всіх досліджених проб каталізатора складає 112 м2/г. Аналіз деріватограми вихідного зразка Ni-CoMn-Cu зафіксував приріст маси зразка в діапазоні температур від 200-300 оС на 2% мас. Наукова новизна. Отримані нові наукові дані про вплив режиму СВС-процесу і ступеня легування на пористість і міцність інтерметалідних каталізаторів. Встановлено параметри термічної стійкості інтерметалідних каталізаторів. Практична значимість. Встановлено параметри СВС-пресування і рівні легування для підвищення пористості і пластичності інтерметалідних каталізаторів.

Influence of chrome, vanadium and titan on mechanical properties became with the use of statistical method of planning of active experiment is analysed. Conformities to law of change of mechanical properties are set from alloying elements. Recommended optimal chemical composition became., В роботе проанализировано влияние хрома, ванадия и титана на механические свойства стали с использованием статистического метода планирования активного эксперимента. Установлено закономерности изменения механических свойств от легирующих элементов. Рекомендованный оптимальный химический состав стали., В роботі проаналізовано вплив хрому, ванадію і титану на механічні властивості сталі з використанням статистичного методу планування активного експерименту. Встановлено закономірності зміни механічних властивостей від легуючих елементів. Рекомендований оптимальний хімічний склад сталі.