Механічні властивості спрямовано закристалізованого евтектичного сплаву В4С – ТіВ2 ЛЕГОВАНОГО ЛАНТАНОМ
DOI:
https://doi.org/10.20535/2519-450x.6.2015.63060Анотація
Матеріали на основі карбіду бору, привертають до себе увагу завдяки комплексу властивостей, таких як висока твердість, корозійна стійкість та здатність до поглинання нейтронів [1]. Проте низька міцність і висока крихкість обмежує галузі використання такої кераміки.
В даній роботі було досліджено вплив легування лантаном на механічні властивості спрямовано закристалізованого евтектичного сплаву В4С – ТіВ2. Мікроструктура одержаного сплаву легованого лантаном являє собою матрицю із карбіду бору армованого включеннями ТіВ2. Також особливістю структури є наявність третьої фази – гексабориду лантану, яка розташовується на міжфазних границях матриці із В4С та крупних включень ТіВ2. Залежність зміни механічних властивостей від кількості легуючої домішки показана рис. 1.
Рис. 1 – Залежність механічних властивостей від вмісту хлориду лантану гептагідрату у вихідній суміші
Спадання інтегральної мікротвердості композиту насамперед пов’язано зі зростанням вмісту фази LaB6, так як серед виявлених фаз саме ця фаза має найменшу твердість по Вікерсу (18-20 ГПа) [2]. Спадання тріщиностійкості пов’язано із укрупненням структури зі зростанням кількості введеного хлориду лантану. При поширенні тріщини крупні включення руйнуються разом з матрицею (рис. 2, а), в той час як дрібні сприяють відхиленню або гальмуванню тріщини (рис. 2, б).
а
б
а – В4С – ТіВ2 із 3об.% LaCl3; б - В4С – ТіВ2 із 1об.% LaCl3
Рис. 2 – Особливості поширення тріщин в композиті
Для спрямовано закристалізованого композиту В4С – ТіВ2 легованого 2 об.% LaCl3, міцність на згин при кімнатній температурі склала 271 МПа, та при Т=1600 оС – 282 МПа, що, відповідно, на 30 % та на 20 % вище міцності нелегованого евтектичного сплаву B4С-TiB2. Дещо вищі значення міцності на згин пов’язані із тим, що КТР LaB6 має проміжне значення між КТР матриці та волокна, що сприяє кращому зчепленню матриці із армуючими включеннями.
Механічні властивості композиційних матеріалів даного типу великою мірою залежать від характеристик зчеплення матриці і армуючої фази, саме тому утворення третьої фази на межі розділу фаз значною мірою впливає на формування механічних властивостей.
Посилання
Література:
Microstructural analyses of B4C–CeO2 and B4C–La2O3 ceramics / [Tatsuaki Sakamoto, Shu-Chen Sun, Tomoya Furuno etc.] // Journal of Nuclear Materials. – 2011. - №417. – P. 659–662.
Hong Li, Richard C. Bradt. Knoop microhardness anisotropy of single-crystal LaB6 // Material science and engineering. – 1991. – №141. – Р. 51-61.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2016 Нові матеріали і технології в машинобудуванні
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
Етика автора:
- Автор (або колектив авторів) несе (чи) відповідальність за новизну і достовірність результатів наукового дослідження. Автори статті повинні надавати достовірні результати проведених досліджень. Завідомо неправдиві або сфальсифіковані затвердження неприйнятні.
- Автори повинні гарантувати, що результати дослідження, викладені в поданій рукописи, повністю оригінальні.
- Запозичені фрагменти або твердження повинні бути оформлені з обов'язковим зазначенням автора та першоджерела.
- Неетичні і неприйнятні надмірні запозичення, а також плагіат в будь-яких формах, включаючи неоформлені цитати, перефразування або привласнення прав на результати чужих досліджень.
- Необхідно визнавати внесок всіх осіб, так чи інакше вплинули на хід дослідження, зокрема, в статті повинні бути представлені посилання на роботи, які мали значення при проведенні дослідження.
- Співавторами статті повинні бути вказані всі особи, які внесли істотний внесок у проведення дослідження.
- Автори не повинні надавати в журнал рукопис, яка була відправлена в інший журнал і знаходиться на розгляді, а також статтю, вже опубліковану в іншому виданні.
Етика редакції:
- Редакція несе відповідальність за оприлюднення авторських творів. При прийнятті рішення про публікацію редактор журналу керується достовірністю представлення даних і наукової значимістю даної роботи.
- Редактор повинен оцінювати інтелектуальний зміст рукописів. Виходячи з принципів конфіденційності неопубліковані дані, отримані з представлених до розгляду рукописів, не повинні використовуватися для особистих цілей або передаватися третім особам без письмової згоди автора.
- Редактор не повинен допускати до опублікування інформацію, якщо є достатньо підстав вважати, що вона є плагіатом.
Етика публікацій:
Журнал є виданням відкритого доступу. Всі статті вільні для перегляду, читання, завантаження та друку.
Матеріали приймаються українською, російською або англійською мовами і відповідно публікуються мовою оригіналу.
