Как улучшить титан-алюминиевые сплавы

Интерметаллид TiAl₃ обладает низкой плотностью и высокой жаропрочностью, что, казалось бы, делает его перспективным для авиации (например, для деталей двигателей). Беда в том, что он сам по себе весьма хрупок. Это можно исправить, легировав его переходными металлами (железо, кобальт, никель) — при этом у него меняется структура (стабилизируется кубическая фаза), но и здесь не все просто: иногда образуются TiMAl₂ (M = Fe, Co, Ni), они тоже хрупкие, и надо подбирать режимы, чтоб их не появлялось.

Новосибирские материаловеды (НГТУ-НЭТИ, СКИФ, ИЯФ СО РАН) при участии коллег из МИФИ изучили сплавы Ti(Al₁₋ₓMₓ)₃ (M = Fe, Co, Ni; 9 и 11%) до и после термообработки (1200°C). Оказалось, что фазы TiMAl₂ и правда очень энергетически выгодны, но в случае железа (9%) их удается растворить при высокой температуре, и это существенно улучшает механические характеристики, устраняя хрупкость. Для кобальта и никеля, увы, этот подход не работает — нужно искать что-то другое.

Статья вышла в Intermetallics (IF = 4.8).

Источник: «Зоопарк из слоновой кости»