Композиционный материал

 

О П И С А Н И Е, п 526672

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 19.12.74 (21) 2085554/01 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.08.76. Бюллетень ¹ 32

Дата опубликования описания 09.09.7б (51) М. Кл,- зС 22С 1/05

С 22С 14/00

В 32В 15/14

Государственный комитет

Совета Министров СССР, по делам изобретений и открытий (53) УДК 669.295 721 781:621.762 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. Т. Туманов, К. И. Портной, С. Е. Салибеков, В. М. Чубаров, Л. В. Грачев, В. В. Сахаров, Г. А. Красильников, И. Л. Светлов, Л. P. Медведовская, В. Ф. Калугин, М. М. Мартынова и А. И. Хорев (71) Заявитель (54) КОМПОЗИЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ

Изобретение относится к области композиционных материалов, которые могут быть использованы в авиационной технике.

Известен композиционный материал на основе титана, упрочненный борным волокном

f1l.

Известный материал получают при высоких температурах (700 — 900 С), обеспечивающих диффузионную сварку контактирующих поверхностей титановая матрица — волокно. При этих температурах борное волокно активно взаимодействует с титановой матрицей и прочность его снижается на 30 — 50% от уровня исходной прочности.

В результате этого снижается и прочность композиционного материала.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является композиционный материал, имеющий следующий состав, об. %:

Титан 10 — 35

Борное волокно 30 — 50

Магний или магниевый сплав 30 — 50 (2).

Однако этот материал недостаточно прочен (73 — 110 кг/мм2) .

Целью изобретения является повышение прочности композиционного материала.

С этой целью предлагаемый композиционный материал отличается от известного тем, что содержит компоненты в следующем соотношении, об. %:

Борное волокно 20 — 50

Магний или магниевый сплав 5 — 20

Титановьш сплав Остальное

Магний или магниевый сплав образует барьерный слой на борном волокне, который изот лирует борные волокна от титановой матрицы.

Борное волокно может быть взято с покрытием из карбида кремния.

Пример. Композиционный материал:

15 матрица на основе титанового сплава марки ВТ15 (химический состав, %: Ti; А1

2,3 — З,б; Мо б,8 — 8,2; Сг 9,5 — 11,0) — 49 об. %; борное волокно — 40 об. %; барьерный слой на основе магниевого сплава марки МА8 (хими20 ческий состав, % Mg; Nn 1,5 — 2,5; Се 0,15—

0,35) — 11 об. %Для получения композиционного материала приготавливался пакет, состоящий из чередующихся слоев фольги титанового сплава ВТ 15

2З толщиной 0,1 мм, слоев борного волокна с диаметром 0,1 мм, уложенного в одном направлении с шагом 0,11 мм. При этом слои борного волокна с обеих сторон изолировались от титана слоями фольги магниевого сплава МА8

30 толщиной 0,007 мм. Пакет с размерами 110р, 52Г)()72

Свойства

Состав, об, М

Хзл1 п»». г

"I см

GB, км

l !

В Т15

"») К» /МХ» бор магний

39,8

34,6

35,9

3,44

3,79

4,15

132

131

149

20

ВТ15

МА8 бор

3,45

3,80

4,16

38,4

35,3

36,3

136

134

151

20

В Т23 бор

ВМД1

3,32

3,62

39,8

38,7

38,4

132

10 0

151

3,94

Формула изобретения

Составитель Э. Залманова

Техред А. Камышникова

Корректоры: В. Дод и В. Яковлева

Редактор E. Шепелева

Заказ 1829/8 Изд. М 1563 Тираж 764 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР

110 делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Т»»пография, пр. Сапунова, 2

<80 мм содержал 6 слоев титановой фольги, 10 слоев магниевой фольги и 5 слоев борного волокна. Пакет помещался в металлическую пресс-форму, установленную в вакуумной камере и подвергался диффузионной сварке под давлением по режиму: температура прессования 580 С, удельное давление 350 кг/см, время выдержки 15 мин и вакуум 1 ° 10 — з мм рт. ст.

В результате получали пластину композиционного материала указанного выше сечения, толщиной 1 мм.

Полученный материал имел следующие свойства:

Составы сплавов, %:

ВТ15 — Al 2,3 — 3,6; Мо 6,8 — 8,2;

Cr 9,5 — 11; Ti — остальное.

ВТ23 — Al 4,0 — 5,0; Мо 1,5 — 2,5;

V4 — 5; Cr0,8 — 1,4;

Fe 0,4 — 0,8; Ti — остальное.

МА8 — Nn 1,5 — 2,5; Се 0,15 — 0,35; Mg — остальное.

ВМД1 — Th 2,5 — 3, 5; Мп 1,2 — 2,0; Ng — остальное.

Композиционный материал, содержащий титановый сплав, борное волокно и магний или магниевый сплав, отличающийся тем, Предел прочности, 0в, кг/ммз 140

Плотность у, г/см 3,47

Удельная прочность вЂ, км 40,4

Как видно из представленного примера, использование предлагаемого композиционного материала позволяет снизить температуру прессования с 780 †8 до 580 С и повысить прочность материала.

В таблице представлены основные свойства предлагаемого композиционного материала в зависимости от состава титанового и магниевого сплавов. что, с целью повышения прочности, он содер15 жит компоненты в следующем соотношении, об. %.

Борное волокно 20 — 50

Магний и магниевый сплав 5 — 20

Титановый сплав Остальное.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. «Современные композиционные материа25 лы» под ред. Л. Браутмана и P. Крока, «Мир», 1970, стр. 516.

2. Патент США Кв 3575783, кл. 161 — 143, 1971.