Шихта для получения пористого проницаемого материала

 

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к пористым проницаемым материалам. Сущность изобретения: предложена шихта для получения пористого проницаемого материала следующего состава, мае. %: алюминий 23-38, углерод 6-16. гафний 5-25, титан остальное. 1 табл.

СОЮЗ COBETCYMX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21} 4869335/02 (22) 28.09.90 (46) 15.06.93, бюл. ГЬ 22 (71) Алтайский политехнический институт (72) Б.М,Вольпе и В.8.Евстигнеев (56) Итин В.И. и др. Сплавы титана с особыми свойствами. M.: Наука, 1982. с. 159-162, Авторское свидетельство СССР

М 1764813, кл. В 22 F 1/00. 1991.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к составам шихты для получения пористых проницаемых материалов методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (CBC). и может быть использовано для получения материалов и изделий, использующихся при повышенных температурах.

Целью изобретения является повышение жаростойкости получаемого иЗ шихты материала.

Это достигается тем, что шихта, содержащая титан, алюминий, углерод и легирующую добавку, в качестве легирующей добавки содержит гафний при следующем соотношении компонентов. мас. : алюминий 23-38 углерод 6-16 гафний -25 титан остальное

Получаемый в результате возбуждения реакции СВС а шихте предлагаемого состава пористый проницаемый материал состоит из металлической матрицы на основе алюминида титана, обогащенного гафнием. Ж 1821289 А1 (sr>s В 22 F 1/00, С 22 С 1/08, 14/00 (54) ШИХТАДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРИСТОГО

ПРОНИЦАЕМОГО МА ГЕРИАЛА (57) Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к пористым проницаемым материалам. Сущность изобретения: предложена шихта для получения пористого проницаемого материала следующего состава, мас. : алюминий 23-38, углерод 6-16, гафний 5-25, титан остальное. 1 табл. с распределенными в ней дисперсными .двойными карбидами титана-гафния, Гафний существенно повышает температуру рлавления матрицы, а также ее жаростойкость в стойкость к окислению, Двойной карбид титана-гафния является тугоплав- а ким соединением (температура плавления — р около 3400 С) -и характеризуется высокой стойкостью к окислению. Жаростойкость, mach компонентов материала (металлической матрицы и двойного карбида) обусловливают жаростойкость пористого проницаемого Ю материала в целом. О

При введении в шихту гафния в количе- «у» стае менее указанного жаростойкость пол- учаемого.материала недостаточна за счет малого содержания гафния в металлической матрице и недостаточного содержания карбидов в структуре материала. При введении в шихту гафния в количестве, большем заявляемого, в структуре получаемого материала обнаруживаются непрореагировавшие реагенты, что резко снижает его свойства.

Для экспериментальной проверки заявляемого технического решения были подго1821289 товлены образцы шихты с различным соотношением компонентов (см. таблицу). Из каждого образца шихты были синтезированы образцы пористого проницаемого материала с последующим изучением его структуры и испытанием на жаростойкость (сопротивление окислению). Для экспериментов использованы титан марки ПТХ; . алюминий марки АСД-1, ламповая сажа

llM-15 ТС и порошок гафния чистотой 10

98.8 .

Дозировка компонентов производилась на аналитических весах с точностью 10 г.

«4

Смещение компонентов шихты осуществлялось на воздухе в лабораторном смесителе типа "пьяная бочка" в течение 4,5 ч. Шихту помещали в вакуумированный реактор и нагревали в печи злектросопротивления до

300 350 С, после чего йнициировалиг.реакцию С8С путем торцевогё касания шихты 20 раскаленной вольфрамовой сйирзлью. Ilonученные образцы имели вид цилиндрического штабика диаметром 30 и высотой

50мм и использовались для приготовления металлографических Шлифов, применяемых 25 при изученйи структуры материала, а также испытаниях на жаростойкость. Изучение структуры материала осуществлялось íà оптическом микроскопе "Неофот-30", Жаростойкость материала оценивали по 30 процентному привесу массы образцов по- . сле выдержки в течение 10:ч при 700 С в конвективном токе атмосферного воздуха; м Ф

Характеристика каркаса изте . риала

Относительноеае мзнене мне мессы абразиве мгГ(г ч) Оористость натер.т

Коэффициентт проницаен)сти

Кк10 нз

4 . Остзльнте

36;8

11зтериап состоит из наталии» . 1 64 ческой матрицы с включениями карбидов титана«гафния;размер карбидов нап, их распределение- " по обьену материала неравма- . иерно 0 структуре - иетаппмческая мзт- 0>12 рича н двойные карбиды, seseesessse округлую Форму и равиэиерно рас пределяенте по обеему каркаса

Структура материла аналогична 0,08 опмсаннзй в п.2, средний размер карбидов и ппотьюсть ик распре»

peseesssese возросла, наблюдается обогацение гафиием матрицы

Структуре материала аналогична 0,06 описанной e cl 2, удепымй объем карбидов в каркасе материала возрос

2,15

1 20

2 23 6

42,ц: 4,81

5: Остальное

42,6

4 ° 95

15 Остапьиэе

3 30 12

42,6 4,98

4 38 16

25 Остальное

36,1

5 41 16

3,11

0 структуре материала набпада- 1,19 ется мепрорегировам ве компоненты еикты, пренде всего, алхимий н углерод

6 структуре натериапа интерметаплюдмая матрица м карбмды титана

fb нзменвни» пзранатрв рееетки изтрицы и карбида каблюдаетс»

° липине нв структуру легирую него элемента

27 О стань юе

6 . 29 5 9,5 - Остальное (Легко. эп-т-!5 (прототип).

«Юъ йринер Соотмаыенме коюеюмзнтов апюи- yt м- гаф титам ний род нкй

В таблице приведены характеристики структуры, а также результаты испытаний на жаростойкость материалов; полученных при различном соотношении компонентов в шихте.

В таблице видно, что образцы, полученные из шихты с заявляемым соотношением компонентов, имеют в 10 — 25 раз лучшие показатели жаростойкости, чем полученные из шихты-прототипа.

Применение предлагаемой шихты позволяет изготовлять пористые проницаемые материалы (ППМ) и изделий из них, способные долговременно эксплуатироваться в условиях повышенных температур и окислительных газовых атмосфер, повысить надежность и срок службы изделий и содержащих их узлов за счет повышенной жаростойкости (стойкости к окислению), Формула изобретения

Шихта для получения пористого проницаемого материала самораспространяющимся высокотемперагурным синтезом, содержащая титан, алюминий, углерод и легирующую добавку, отличающаяся тем, что, c целью повышения жаростойкости, она в качестве легирующей добавки содержит гафний пр6) следующем соотношении компонентов, мас. : алюминий 23-38 углерод 6-16 гафний 5-25 .титан остальное.