Звіт про науково-дослідну роботу: „ Закономірності формування підвищених механічних властивостей, зокрема, міцності, жароміцності, жаростійкості у складнолегованих (у тому числі, високоентропійних) сплавах із зниженою питомою вагою”

Abstract

ОБ’ЄКТ ДОСЛІДЖЕННЯ – можливості підвищення фізико-механічних властивостей високоентропійних матеріалів, жароміцних титанових сплавів Ti-Al-Zr-Si, економно легованих α2Ti3Al/γTiAl сплавів, MAX-фаз; сплавів системи Al-Zn-Mg-Cu, додатково легованих Sc та перехідними металами; ливарних евтектичних сплавів систем Al-Mg-Ge(Si) та спінених із розплаву AlZnMg сплавів з високим вмістом Zn. МЕТА РОБОТИ – вивчення механізмів впливу легування на структуру, фазоутворення, фізико-механічні властивості в широкому діапазоні температур у відібраних для досліджень матеріалах у литому стані та при різних режимах термічної та термомеханічної обробки. МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ – оптична та електронна мікроскопія, рентгенівський аналіз, комп’ютерне моделювання та обчислювальний експеримент, диференційний термічний аналіз, механічні та мікромеханічні дослідження при кімнатній та підвищених температурах, триботехнічні випробування, дослідження корозійних властивостей. З урахуванням електронної структури, атомнорозмірних факторів, дисторсій кристалічної гратки, рівня міжатомного зв’язку, різномодульності компонент, що складають тверді розчини, а також першопринципних розрахунків ряду властивостей та ін. розроблено наукові підходи до вибору саме таких складів, які сприяють підвищенню комплексу фізико-механічних властивостей. Розроблено нові високоентропійні інтерметаліди та сполуки з рекордними фізико-механічними властивостями. Встановлено закономірності формування підвищених високотемпературних властивостей у складнолегованих титанових сплавах та в економно легованих сплавах на основі алюмінідів титану α2Ti3Al/γTiAl. Отримано та досліджено структуру та властивості мультикомпонентних ОЦК-сплавів в області існування MAX-фаз. Створено низку нових полікомпонентних сплавів для високотемпературного застосування, які відрізняються зниженою питомою вагою та за рівнем отриманих Виготовлено напівфабрикати деформівних сплавів системи Al-Zn-Mg-Cu оптимального складу, які призначені для тривалої експлуатації за температури до 80 С, що дозволить знизити вагу окремих вузлів авіаційних турбінних агрегатів. При розробці ливарних сплавів алюмінію на базі систем Al-Ge-Mg та Al-Ge-Si-Mg визначено комплекс елементів (Cr, Mn, Ti, B, Sc, Zr, Cu, Hf, Ni, Co), легування якими забезпечує високу міцність та пластичність при температурі 300 С, що робить ці сплави конкурентоспроможними сучасним ливарним сплавам алюмінію для роботи при підвищених температурах. Оптимізовано вміст Zn в спінених сплавах системи Al-Zn-Mg з одночасним покращенням технологічності процесу щодо надмірного підвищення динамічної в’язкості розтопу під час його спінювання. КЛЮЧОВІ СЛОВА: ВИСОКОЕНТРОПІЙНІ СПЛАВИ, СПЛАВИ Ti-Al-Zr-Si, γ-TiAl СПЛАВИ, МУЛЬТИКОМПОНЕНТНІ СПЛАВИ, MAX-ФАЗА, ВИСОКОМІЦНІ АЛЮМІНІЄВІ СПЛАВИ, СПІНЕНІ АЛЮМІНІЄВІ СПЛАВИ, ЛЕГУВАННЯ, ДИСПЕРСІЙНЕ ЗМІЦНЕННЯ, ФІЗИКО-МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ, ТЕРМІЧНА ОБРОБКА, ТЕРМОМЕХАНІЧНА ОБРОБКА, ЖАРОМІЦНІСТЬ, ЖАРОСТІЙКІСТЬ, КОРОЗІЙНА СТІЙКІСТЬ.