ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ УСЛОВИЙ СИНТЕЗА КАРБИДА ТИТАНА В РАСПЛАВЕ АЛЮМИНИЯ НА СВОЙСТВА КОМПОЗИТА

Данная работа была нацелена на попытку упрочнения алюминия карбидом титана, с добавлением медного порошка в шихту. Поскольку карбид титана не смачивается алюминием [1,2], было решено использовать медь для решения данной проблемы. Она смачивает частицы карбида титана и при взаимодействии с алюминием образует интерметаллид, который будет служить связывающим веществом между Al и TiC [3]. Содержание меди составляло 2,5%;3,5%;5%;7% от общей массы алюминия (180гр). Масса Ti+C во всех экспериментах с медью составляла 20гр. Галоидную соль Na₂TiF₆ использовали для запуска реакции, её масса составляла 1гр.

1. Опыт с Al+10%TiC+2,5%Cu

Состав:

Общая масса 200гр: 20гр(Ti+C) - 180гр(Al) - 4,5гр(Cu) - 1гр(Na₂TiF₆)

Смешали Ti+C,Cu и Na₂TiF₆, разделили пополам, каждую половину разделили на 3 части и спрессовали.

На изломе видно равномерное распределение частиц TiC.

2. Опыт с Al+10%TiC+3,5%Cu

Состав:

Общая масса 200гр: 20гр(Ti+C) - 180гр(Al) - 6,3гр(Cu) - 1гр(Na₂TiF₆)

Смешали Ti+C,Cu и Na₂TiF₆,разделили пополам, каждую половину разделили на 3 части и спрессовали.

На изломе видно равномерное распределение частиц TiC, визуально  они одинакового размера с частицами образцов с 2,5% Cu.

3. Опыт с Al+10%TiC+5%Cu

Состав:

Общая масса 200гр: 20гр(Ti+C) - 180гр(Al) - 9гр(Cu) - 1гр(Na₂TiF₆)

Смешали Ti+C,Cu и Na₂TiF₆,разделили на 3 части и спрессовали.

На изломе видно равномерное распределение частиц TiC, визуально они одинакового размера с частицами образцов с 2,5% и 3,5% Cu.

4. Опыт с Al+10%TiC+7%Cu

Состав:

Общая масса 200гр: 20гр(Ti+C) - 180гр(Al) - 12,6гр(Cu) - 1гр(Na₂TiF₆)

Смешали Ti+C,Cu и Na₂TiF₆,разделили на 3 части и спрессовали.

На изломе видно равномерное распределение частиц TiC, визуально они немного больше, чем частицы образцов с 2,5%;3,5%;5% Cu.

Испытания измерений твердости проводили на конусном твердомере ТК-2М (Шкала В, для шарика Ø 1,588 мм, нагрузка 100 кгс). Показания твёрдости по Бринеллю (табл.1).

Таблица 1

Показания измерений твёрдости

Максимальное и минимальное значения не учитывались при подсчёте среднего значения твёрдости.

Вывод: Из представленных в данной работе измерений видно, что повышение твёрдости образца осуществимо только при добавлении 2,5% и 3,5% меди в шихту, дальнейшее её увеличение приводит к существенному спаду твёрдости, что отрицательно сказывается на ожидаемом результате по упрочнению алюминиевого сплава.

Список литературы:

1. Амосов А.П., Боровинская И.П., Мержанов А.Г., Сычев А.Е. Принципы и методы регулирования дисперсной структуры СВС-порошков: от монокристаллов до наночастиц. Известия вузов. Цветная металлургия, 2005, №5, с. 9-22.
2. Амосов А.П., Никитин В.И., Никитин К.В., Рязанов С.А., Ермошкин А.А. Научно-технические основы применения процессов СВС для создания литых алюмоматричных композиционных сплавов, дискретно армированных наноразмерными керамическими частицами. Наукоемкие технологии в машиностроении, 2013, №8, с. 3-9.
3. Achanta S., Dress D., Celis J.-P. Nanocoatings for tribological applications. In: Nanocoatings and ultra-thin films: Technologies and applications. Edited by A. S. H. Makhlouf. Woodhead Publishing Limited, 2011. pp. 355-396.