Шихта для получения пористого проницаемого материала Советский патент 1993 года по МПК B22F1/00 C22C1/08 C22C14/00 

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к составам шихты для получения пористых проницаемых материалов методом самораспространяющегося высокотемпературного Синтеза (СВС). 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.%:

алюминий23-38 углерод 6-16 гафний 5-25 титан остальное Получаемый в результате возбуждения реакции СВС в шихте предлагаемого состава пористый проницаемый материал состоит из металлической матрицы на основе алюминида титана, обогащенного гафнием

с распределенными в ней дисперсными двойными карбидами титана-гафния. Гафний существенно повышает температуру плавления матрицы, а также ее жаростойкость в стойкость к окислению. Двойной карбид титана-гафния является тугоплавким соединением (температура плавления - около 3400°С) -и характеризуется высокой стойкостью к окислению. Жаростойкость, компонентов материала (металлической матрицы и двойного карбида) обусловливают жаростойкость пористого проницаемого материала в целом.

При введении в шихту гафния в количестве 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 подго о .

Ъя

Ё

00

N3

М СО

ЧЭ

овлены образцы шихты с различным соотошением компонентов (см. таблицу). Из каждого образца шихты были синтезироваы образцы пористого проницаемого материала с последующим изучением его труктуры и испытанием на жаростойкость сопротивление окислению). Для экспери- ментов использованы титан марки ПТХ , алюминий марки АСД-1, ламповая сажа ПМ-15 ТС и порошок гафния чистотой 98.8%.

Дозировка компонентов производилась на аналитических весах с точностью Ю г. 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 электросопротивления до 300-350аС, после чего инициировали реакцию СВС путем торцевого касания шихты раскаленной вольфрамовой спиралью. Полученные образцы имели вид цилиндрического штабйка диаметром 30 и высотой 50мм и использовались для приготовления металлографических шлифов; применяемых при изучении структуры материала, а также испытаниях на жарйстойкЬсть. Изучение структуры материала осуществлял ось на оптическом микроскопе Ийе6фот-3й. Жаростойкость материала оцёййоали по процентному привесу массы образцов после выдержки в т.ечение ТО ч при 700°С в конвективном токе атмосферного воздуха;

0

5

0

5

0

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). Ф о р м у ла изобретения Шихта для получения пористого проницаемого материала самораспространяющимся высокотемпературным синтезом, содержащая титан, алюминий, углерод и легирующую добавку, отличающаяся тем, что, с целью повышения жаростойкости, она в качестве легирующей добавки содержит гафний при следующем соотношении компонентов, мас.%:

алюминий. 23-38 углерод 6-16 гафний 5-25 титан остальное.

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.

12

16

16

fc Остальное Сатериал состоит и иоталли- -1,,8 2,15 ческой матрицы с включениями карбидов титана-га$ния(мэнер карбидов мал, их распределение по об-ииу материала неравно- - мерно . .,..:- .- .

5 Остальное 0 структуре - металлическая мат- 0,,ч : k,S рицв и двойные карбиды, иметаие округлую Форму и равномерно распределяемые по оЬЧему каркаса ..

15 Остальное, Структура материала аналогична 0,,8 4,)S ч описанной, в л.2, средний размер карбидов и плотность их распределения возросла, наблюдаете обогащение гафнием матрицу

25 Остальное Структура материала аналогична 0.06k2,6 4,S)8 описанной В л.2. удельный карбидов каркасе материала

вире... -.

27 Остальное В структуре материала наЪпйда- .1,1936,1 3, ется непрорегированные компоненту шихты, пренде всего, алпми- ив и углерод .

Остальное 8 структуре материала интерметал- . лндная матрица м карбиды Титана (ID изменение параметра речетки матрицы и карбида каЬладается

лияние на структуру легирую него элемента.