Большая советсткая энциклопедия Дисперсноупрочнённые материалы

Дисперсноупрочнённые материалы

Дисперсноупрочнённые материалы, металлы или сплавы, упрочнённые дисперсными частицами тугоплавких соединений, главным образом окислов, не растворяющихся и не коагулирующих в матрице (основе) сплава при высоких рабочих температурах. Д. м. отличаются от широко используемых в технике дисперсионно-твердеющих сплавов (см. Старение металлов) структурой, составом, методами изготовления, а также более высокой структурной и термической стабильностью, проявляющейся в сохранении длительной прочности Д. м. при высоких температурах. В распространённых жаропрочных дисперсионно-твердеющих никелевых сплавах наибольшее влияние на повышение жаропрочности оказывают интерметаллидные упрочнители (Ni₃Al, Ni₃Ti). Однако при температурах выше 1000—1100°С последние растворяются и коагулируют в основе сплава, что приводит к его разупрочнению. Повышенная жаропрочность Д. м. на никелевой основе достигается введением в никель 2—5% тугоплавких кислородных соединений (ThO₂, HfO₂, Y₂O₃). Оптимальная дислокационная структура матрицы формируется при строгом соблюдении дисперсности частиц (100—600 А), расстояния между ними (0,5—0,8 мкм), а также в результате применения термомеханических режимов обработки — холодной деформации и высокотемпературного отжига. На рис. приведены графики зависимости длительной прочности дисперсноупрочнённых и дисперсионно-твердеющих никелевых сплавов от времени и температуры.

Изделия из Д. м. получают, как правило, в три стадии: подготовка исходных порошков главным образом путём совместного химического осаждения основы и упрочнителя из водных растворов их солей, формование заготовок и обработка их давлением — экструзией, волочением, прокаткой и т.д. Применение дисперсного упрочнения позволяет повысить жаропрочность и расширить температурные области использования практически всех металлов и сплавов на основе меди, никеля, кобальта, железа, циркония, титана, молибдена и др.

Лит.: Современные композиционные материалы, под ред. Л. Браутмана и Р. Крока, пер. с англ., М., 1970; Портной К. И., Туманов А. Т., Композиционные и дисперсно-упрочненные жаропрочные никелевые сплавы, в кн.: Сборник научных докладов на совещании по проблеме: "Структура и свойства жаропрочных металлических материалов", М., 1970; Туманов А. Т., Портной К. И., Новые пути повышения жаропрочности никелевых сплавов, "Докл. АН СССР", 1971, т. 197, №1.

К. И. Портной, А. Т. Туманов.