Введение к работе
Актуаіьность темы: Развитие современной техники предъявляет
зрастающне требования к конструкционным материалам. От них требуется шельная и надежная работа з условиях высокий температур и давлении, ресснзных сред, высоких динамических и статических нагрузок. Наиболее ироко используемыми в различных экстремальных условиях материалами >ка остаются металлические сплавы. Это обусловило повышенный интерес к >зым материалам на металлической осноеє, таким как интерметаллические >единения (ИМС).
Никелевые и титановые суперсплавы, применяющиеся в большинстве >1сокотемпературных двигательных установок, газовых турбин, іиакосмическнх устанозок, имеют вполне определенный предел ^пользования, в частности, по плотности и температуре плавления, что делает стуальным поиск и разработку альтернативных материалов.
Триалюминид ниобия NbAlj с упорядоченной DO22 структурой з астоящее время рассматривается в качестве основы потенци&чьных ысокотемпературных конструкционных материалов вследствие его низкой лотности (р=і,5 г/см3) и высокой жаростойкости. Высказывается мнение, что !авес-фазы №эСг2 н NbFe2, обладающие высокими температурами плавления зыше 1800 К) и достаточной механической прочностью, могут рассматривать-я в качестве жаростойких конструкционных материалов.
Одной из наиболее важных проблем материаловедешія является зашита т окисления, поэтому актуальной также является разработка амоформнруюшнхса защитных покрытий из ИМС, которые позволят полнее [спользовать конструкционный потенциал жаропрочных сплавов. Терспектнвными вариант ;лсі таких покрытий могут быть алюмшиды, характеризующиеся хорошей жаростойкостью.
Прогноз структурных изменении, ггроисхэдгщнх при высокотемперату ной эксгпуатааин материалов, может быть успешно проведен на основан комплексных исследовании взаимодействия возможных компонентов сплаг на шггерметаллнческой основе. Поэтому цель настоящей работы состояла к в изучении кинетики и механизма окнслєешя при высокой температуре сплав на основе интерметахт.гческих соединений, так и в уточнении строен фазовых диаграмм Al-Nb-{Fe, Сг}, сведена о которых протизореч;шы.
Научная новизна. В настоящей работе впервые:
изучена кинетика окислежія интерметаллических сплавов тройных систі Nb-Al-{Cr, Fe} при 1173-1373 К;
с использованием комплекса методов физико-химического анализа уточнеь фазовые равновесия в сплавах тройных систем Nb - А1 - Q и Nb - Al - Fe nj 1273 К;
определен фазовый состав и механизм формирования оксидной окалині образующейся при температурах 1173-1373 К на интерметалличесы соединениях ниобия с алюминием, хромом и железом;
показана возможность получения жаростойких композиций на осної триалюминида ниобия с добавками железа н хрома.
Практическое значение работы. Данные о строении изотермически сечений тройных систем алюминий-ниоб![й-хром и алюминий-ниобнй-железс полученные в настоящей работе, необходимы в качестве справочног материала для исследователей, работающих в области конструкционны материалов для авиакосмического к наземного двнгателестроения, химическог и энегетического машиностроения.
Изучение высокотемпературного окисления сплавов на основе NbA] позволяет рекомендовать их легирование . железом для повышени жаростойкости алюминидных покрытий при температурах 1173-1273 К.
По результатам, полученным в настоящей работе, сделано заключение о кности создания сплавов с высоким сопротивлением к окислению- на базе фаз Fe2Nb и CrjNb.
На защиту выносятся следующие положеній:
-
Фазовые равновесия в системах алюминий-ниобий-хром и алюминий-й-железо при 1273 К.
-
Данные о кинетике окисления AbNb, AlNb?, Fe2Nb и G^Nb на іе при 1173-1373 К и механизме формирования окалины.
3. Сведения о влиянии легирования на кинетические параметры
температурного окисления ИМС на основе AljNb, Fe2Nb и Cr^Nb.
Апробация работы. Результаты работы доложены и обсуждены на
йской научно-технической конференции "Новые материалы и технологии
ностроенда" (Москва, 1993 г.), а также на 4 Международной
їренции по композиционным материалам (Москва, 1994 г.).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано и послано в
ь 5 статей и тезисы доклада.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, іа литературы, экспериментальной части и обсуждения результатов, (оз, списка литературы и приложений.