Оптимизация состава интерметаллидного γ-TiAl сплава

Abstract

RU: Цель. Установление закономерностей влияния состава на механические свойства (прочность и пластичность) интерметаллидного γ-TiAl сплава и нахождение его оптимального состава. Методика. Механические свойства определяли на стандартных разрывных образцах по ГОСТ 1497-84 на разрывной машине МУП-20 при нагрузке 5 т и скорости движения активного захвата 2,5 мм/мин. Параметры оптимизации: Y1 – предел прочности (σв), МПа →max; Y2 – относительное удлинение (δ), %. > 4. В качестве независимых переменных были выбраны: содержание в сплаве ниобия (Х1), содержание в сплаве молибдена (Х2), содержание в смеси хрома (Х3). Для получения квадратичных коэффициентов уравнения регрессии использован ортогональный план второго порядка с ядром 23. Для численного решения задачи оптимизации использовали пакет прикладных программ для инженерно-математических расчетов SciLab. Результаты. В результате оптимизации установлена точка, показывающая наилучшее сочетание прочности/пластичности при содержании химических элементов (8,27Nb;3,18Mo;2Cr), что позволяет получить сплав с σв = 1200 МПа и δ=4%. . . Рекомендуемый оптимальный состав интерметаллидного γ-TiAl сплава, мас. %: алюминий – 30 %, ниобий – 8 %, молибден – 5 %, хром – 1,7 %, титан — остальное. Научная новизна. Установлены закономерности влияния легирующих элементов на механические свойства интерметаллидных γ-TiAl сплавов. Практическая значимость. Проведенные расчеты позволяют рекомендовать для практического применения следующий состав интерметаллидного γ-TiAl сплава: Ti-44Al-4Nb-2Mo-1Cr.

UK: Цель. Установление закономерностей влияния состава на механические свойства (прочность и пластичность) интерметаллидного γ-TiAl сплава и нахождение его оптимального состава. Методика. Механические свойства определяли на стандартных разрывных образцах по ГОСТ 1497-84 на разрывной машине МУП-20 при нагрузке 5 т и скорости движения активного захвата 2,5 мм/мин. Параметры оптимизации: Y1 – предел прочности (σв), МПа →max; Y2 – относительное удлинение (δ), %. > 4. В качестве независимых переменных были выбраны: содержание в сплаве ниобия (Х1), содержание в сплаве молибдена (Х2), содержание в смеси хрома (Х3). Для получения квадратичных коэффициентов уравнения регрессии использован ортогональный план второго порядка с ядром 23. Для численного решения задачи оптимизации использовали пакет прикладных программ для инженерно-математических расчетов SciLab. Результаты. В результате оптимизации установлена точка, показывающая наилучшее сочетание прочности/пластичности при содержании химических элементов (8,27Nb;3,18Mo;2Cr), что позволяет получить сплав с σв = 1200 МПа и δ=4%. . . Рекомендуемый оптимальный состав интерметаллидного γ-TiAl сплава, мас. %: алюминий – 30 %, ниобий – 8 %, молибден – 5 %, хром – 1,7 %, титан — остальное. Научная новизна. Установлены закономерности влияния легирующих элементов на механические свойства интерметаллидных γ-TiAl сплавов. Практическая значимость. Проведенные расчеты позволяют рекомендовать для практического применения следующий состав интерметаллидного γ-TiAl сплава: Ti-44Al-4Nb-2Mo-1Cr.

EN: Мета. Встановлення закономірностей впливу складу на механічні властивості (міцність і пластичність) інтерметалідного γ-TiAl сплаву і знаходження його оптимального складу. Методика. Механічні властивості визначали на стандартних розривних зразках за ГОСТ 1497-84 на розривній машині МУП-20 при навантаженні 5 т і швидкості руху активного захоплення 2,5 мм/хв. Параметри оптимізації: Y1 - границя міцності (σв), МПа → max; Y2 - відносне подовження (δ),%. > 4. У якості незалежних змінних були обрані: вміст у сплаві ніобію (Х1), вміст у сплаві молібдену (Х2), вміст у суміші хрому (Х3). Для отримання квадратичних коефіцієнтів рівняння регресії використаний ортогональний план другого порядку з ядром 23. Для чисельного рішення задачі оптимізації використовували пакет прикладних програм для інженерно- математичних розрахунків SciLab. Результати. В результаті оптимізації встановлена точка, що показує найкраще поєднання міцності/пластичності при вмісті хімічних елементів (8,27Nb; 3,18Mo; 2Cr), що дозволяє отримати сплав з σв =1200 МПа і δ = 4%. Рекомендований оптимальний склад інтерметалідного γ-TiAl сплаву, мас. %: алюміній - 30%, ніобій - 8%, молібден - 5%, хром - 1,7%, титан - інше. Наукова новизна. Встановлено закономірності впливу легуючих елементів на механічні властивості інтерметаллідних γ-TiAl сплавів. Практична значимість. Проведені розрахунки дозволяють рекомендувати для практичного застосування наступний склад інтерметалідного γ-TiAl сплаву: Ti-44Al-4Nb-2Mo-1Cr.