Влияние легирования на жаростойкость сплавов на основе интерметаллида алюминия системы Al–Ti–Cr со структурой типа L12

Abstract

Изучено влияние легирования Hf, Zr, Nb, Y, Sc, Si на жаростойкость однофазного L12 и эвтектического L12+β сплавов системы Al–Ti–Cr. Испытания на жаростойкость выполнены при температуре 1000 °С и выдержке от 1 до 50 ч. Все исследуемые сплавы существенно превышают по жаростойкости интерметаллид TiAl и имеют степенной тип зависимости приращения массы от времени выдержки, что свидетельствует о хороших защитных свойствах оксидных пленок. Наиболее высокую жаростойкость показал сплав на основе однофазного L12 интерметаллида состава: 63Al–26Ti–11Cr, легированный 3,0% (ат.) гафния, и сплав на основе эвтектики L12+β состава 55Al–25Ti–23Cr, легированный 0,5% (ат.) кремния. Выполнен прогноз жаростойкости сплавов при выдержке 100, 200 и 1000 ч.

Вивчено вплив легування Hf, Zr, Nb, Y, Sc, Si на жаростійкість однофазного L12 та евтектичного L12+β сплавів системи Al–Ti–Cr. Випробування на жаростійкість здійснювали при температурі 1000 °С та витримці від 1 до 50 год. Усі досліджені сплави істотно перевищують за жаростійкістю інтерметалід TiAl та мають ступеневий тип залежності приросту маси від часу витримки, що свідчить про високі захисні властивості оксидних плівок. Найбільш високу жаростійкість мають сплав на основі однофазного L12 інтерметаліду складу (% (ат.)): 63Al–26Ti–11Cr, легований 3,0% (ат.) гафнію, та сплав на основі евтектики L12+β складу 55Al–25Ti–23Cr, легований 0,5% (ат.) силіцію. Виконано прогноз жаростійкості сплавів при витримці 100, 200 та 1000 год.

The influence of alloying by Hf, Zr, Nb, Y, Sc, Si on the oxidation resistance of single-phase L12 and eutectic L12+β alloys of the Al–Ti–Cr system has been investigated. The oxidation resistance test has been carried out at a temperature of 1000 °С and durations from 1 to 50 h. All alloys investigated are essentially higher by the oxidation resistance than TiAl intermetallic and have the power type of mass gain dependence on the exposition time. This testifies to good protective properties of oxide films. The alloy on the base of single-phase L12 intermetallic with composition (аt. %) 63Al–26Ti–11Cr, alloyed by 3.0 аt. % of hafnium, and alloy on the base of L12+β eutectic with composition 55Al–25Ti–23Cr, alloyed by 0.5 аt. %. of silicon, showed the best heat resistance. The prediction of the oxidation resistance at durations of 100, 200, and 1000 h has been carried out.