Исследование самораспространяющегося высокотемпературного синтеза на основе композиционных порошков TiB+Ti

A.  Мырзахан; Е.  Коростелева; Г.  Смаилова; А.  Удербаева

doi:10.51301/ejsu.2025.i1.03

Авторы

A. Мырзахан Satbayev University, Қазақстан
Е. Коростелева Ұлттық зерттеу Томск политехникалық университеті, Ресей
Г. Смаилова Satbayev University, Қазақстан
А. Удербаева Satbayev University, Қазақстан

##plugins.pubIds.doi.readerDisplayName##:

https://doi.org/10.51301/ejsu.2025.i1.03

Ключевые слова:

композициялық ұнтақ, титан бориді, титан, катодты сәулелік жабындар, ұнтақты қаптау, өздігінен таралатын жоғары температуралы синтез

Аннотация

Бұл мақалада Композициялық материалдарды қолдана отырып, машина бөлшектерінің тозуға төзімділігі мен сенімділігін арттырудың заманауи әдістері, әсіресе ұнтақты балқыту және металломатиялық композиттерді синтездеу саласында қарастырылады. Тиімді әдістердің бірі-механикалық және термиялық қасиеттері жақсартылған композициялық жабындарды алуға мүмкіндік беретін өздігінен таралатын жоғары температуралы синтез (ӨТЖТС). Электронды сәулелік қаптау (ЭСҚ) сияқты ұнтақты қаптау әдістері титан негізіндегі тозуға төзімді, ыстыққа төзімді және қатайтатын жабындарды қамтамасыз етеді. Титан және оның қорытпаларының ұнтақтары кальций гидридімен оксидтерді тотықсыздандыру әдісімен алынады, бұл жоғары беріктігі мен жақсы ағындылығы бар аналардың пайда болуына ықпал етеді. Титан боридіне композиттер үшін қатайтатын фаза ретінде ерекше назар аударылады. Бұл технологияларды пайдалану машиналар мен механизмдердің беріктігі мен сенімділігінің едәуір артуына ықпал етеді, бұл ресурстарды үнемдеуге және пайдалану шығындарының төмендеуіне әкеледі. Жүргізілген зерттеулерге алынған ұнтақтар мен жабындардың құрылымдық сипаттамаларын талдау және олардың физикалық және механикалық қасиеттерін анықтау кіреді. Бұл қасиеттердің өзгеруі композициялық ұнтақтағы титан байламының көлемдік құрамына байланысты қарастырылады. Ұнтақтар мен жабындардың микроқұрылымының сипаттамасы, сондай-ақ композицияның олардың сипаттамаларына әсері тозуға төзімділік пен ыстыққа төзімділіктің жоғарылауы сияқты жақсартылған пайдалану сипаттамалары бар функционалды жабындарды жасау үшін осы материалдарды қолдану мүмкіндігі туралы қорытынды жасауға мүмкіндік береді. Зерттеу нәтижелері әртүрлі салаларда пайдалану үшін жақсартылған өнімділігі бар жаңа материалдарды әзірлеу үшін пайдалы болуы мүмкін.

Библиографические ссылки

Korosteleva, E.N. & Korzhova, V.V. (2020). Structure and phase composition of metal-matrix composites (TiB) – Ti ob-tained by SHS and vacuum sintering. Russian Physics Journal, (63), 1195-1201. https://doi.org/10.1007/s11182-020-02159-4

Liang, Y.H., Wang, H.Y., Yang, Y.F., Zhao, R.Y. & Jiang, Q.C. (2008). Effect of Cu content on the reaction behaviors of self-propagating high-temperature synthesis in Cu–Ti–B₄C sys-tem. Journal of Alloys and Compounds, 462(1–2), 113-118. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2007.08.033

Zhang, L., Wang, H.Y., Li, S.T., Liu, C. & Jiang, Q.C. (2009). Influence of reactant particle size on products of self-propagating high-temperature synthesis in 30 wt.% Cr–Ti–B₄C system. Journal of Alloys and Compounds, 468(1–2), 143-149. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2008.01.007

Levashov, E.A., Mukasyan, A.S., Rogachev, A.S. & Shtansky, D.V. (2016). Self-propagating high-temperature synthesis of modern materials and coatings. International Materials Reviews, 62(4), 203–239. https://doi.org/10.1080/09506608.2016.1243291

Sahay, S.S., Ravi Chandran, K.S. & Atri, R. (1999). Evolution of microstructure and phases in situ processed Ti–TiB compo-sites containing high volume fractions of TiB whiskers. Journal of Materials Research, (14), 4214–4223.

Panin, V.E., Belyuk, S.I., Durakov, V.G., Pribytkov, G.A. & Rempe, N.G. (2000). Electron beam surfacing in vacuum: equipment, technology, and coating properties. Welding Produc-tion, (2), 34–38. https://doi.org/10.1080/09507110009549234

Panin, V.E., Durakov, V.G., Pribytkov, G.A., Polev, I.V. & Belyuk, S.I. (1998). Electron beam surfacing of powder carbide steels. Physics and Chemistry of Material Processing, (6), 53–59

Chandran, K.S.R., Panda, K.B. & Sahay, S.S. (2004). TiBw-reinforced Ti composites: Processing, properties, application prospects, and research needs. JOM, (56), 42–48. https://doi.org/10.1007/s11837-004-0127-1

Saito, T. (2004). The automotive application of discontinuously reinforced TiB–Ti composites. JOM, (56), 33–36. https://doi.org/10.1007/s11837-004-0125-3

Huang, L.J., Geng, L., Peng, H.X. & Zhang, J. (2011). Room temperature tensile fracture characteristics of in situ TiBw/Ti6Al4V composites with a quasi-continuous network ar-chitecture. Scripta Materialia, 64(9), 844–847. https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2011.01.011

Novikov, N.P., Borovinskaya, I.P. & Merzhanov, A.G. (1974). Dependence of the composition of products and combustion speed in metal-boron systems on the ratio of reactants. Combus-tion and Explosion Physics, 10(2), 201–206 https://doi.org/10.1007/BF01464173

Azatyan, T.S. & Maltsev, V.M. (1980). On the mechanism of combustion wave propagation in titanium-boron mixtures. Com-bustion and Explosion Physics, 16(2), 37–42. https://doi.org/10.1007/BF00740195

Attar, H., Lober, L., Funk, A., et al. (2015). Mechanical behav-ior of porous commercially pure Ti and Ti-TiB composite mate-rials manufactured by selective laser melting. Materials Science & Engineering A, (625), 350-356. https://doi.org/10.1016/j.msea.2014.12.036

Moissan, A. (1895). Comptes Rendus, 70, 290. Crochard (Pa-rís)

Moissan, A. (1896). Préparation et propriétés du titane. Annales de Chimie et de Physique, (7), 229

Wedekind, E. (1913). Synthese von Boriden im elektrischen Vakuumofen. Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft, (46), 1198. https://doi.org/10.1002/cber.191304601155

Kusakina, Ju., Levashov, E., Livanov, D. & Karabasov, Ju. (2002). New Materials. MISiS, Moscow