автореферат диссертации по металлургии, 05.16.01, диссертация на тему:Исследование структуры и свойств конденсатов хрома, меди и дисперсноупрочненных материалов на основе хрома, полученных конденсацией в вакууме

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ВЫСШЕМУ ОБРАЗОВАНИЮ КУРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Р Г Б ОД

г ° "" На правах-рукописи

1 з ш 1936

Тутов Николай Дмитриевич

ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ КОНДЕНСАТОВ ХРОМА. МЕДИ I! ДИСПЕРСНОУПРОЧНЕННЬК МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ХРОМА. ПОЛУ^

КОНДЕНСАЦИЕЙ В ВАКУУМЕ

Специальность 05.16.01 - Металловедение и термическая

обработка металлов .

Автореферат

диссертации на соискание учёно!, степени кандидата технических наук .

Курск 1993

Работа выполнена в Курском государственном техническом университете на кафедре "Оборудование и технология сварочного производства".

Научный руководитель -Официальные оппоненты -

• Ведущее предприятие

доктор технических наук, профессор Гадалов В. Н.

доктор технических наук, профессор Пешков В.В.

кандидат технических наук, доцент Петридис A.B.

Воронежское акционерноj авиастроительное общество

Защита состоится "^Х- " -^«г-У в часов

' на заседании диссертационного совета Курского государственного технического университета (305040 Курск, ул. 50 лет Октября. 94)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Ваш отзыв в двух экземплярах, заверенный п ;чатью, просим. направлять по адресу: 305040 Курск, ул. 50 лет Октября, 94, -..216, ученому секретарю совета.

Автореферат разослан »/¿^у«^ 1996г.

Ученый секретарь совета

^С.Ф.Яцун

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

Актуальность темы. Технический прогресс в авиационной технике, энергетическом и химическом машиностроении в значительной мере зависит от использования материалов с улучшенными физико-химическими. механическими и эксплуатационными характеристиками. Создание специальных покрытий - экономически оправданное решение задач повышения работоспособности и долговечности изделий в условиях повышенных температур, напряжений и агрессивных сред.

В качестве материалов покрытий, в зависимости от конкретных задач, используются металлы, сппавы. тугоплавкое соединения или их комбинации. Интенсивно развиваются исследования в создании композиционных материалов типа металл - туго: лавкое соединение; имеющих высокие механические свойства, термическую стабильность, жаропрочность и жаростойкость.

Как основа композиционных материалов, предназначенных для ра- ' боты при температурах 1000-1200°С и выше, хром в -последнее десятилетие привлекает повышенный "штерес. Он обладает высокой устойчивостью против окисления и газовой коррозии, высокой температурой плавления и небольшим удельны:-! весом. Однако низкотемпературная хрупкость ограничивает область применения хрома и его сплавов в качестзе конструкционных материалов и покрытий. Проблема увеличения низкотемпературной пластичности очень сложна.

Одним из технологических способов увеличения пластичности хрупких материалов является введение в материал дисперсных частиц второй фазы. Структура и свойства конденсированных дисперсноупроч-нонных материалов определяются типом упрочняющей фазы, ее объемным содержанием, размером и формой частиц и зерном матрицы.

Экологически чистый метет электроннолучевой парофаг'ой метал- ' Дурпг' является пергтекалвным технологическим процессом. Он позволяет управлять условиями формирования конденсатов и получать новые материалы с регламентированными физг'.о-химическими свойствами.'

Цель работы. Целью настоящей работы явилась разработка новых составов покрытий с повышенной пластичностью, жаростойкостью.и на-ропрочксстыо.' •

Для до^чжения указанной цели были поставлены следуюэде задачи:

1. Исследовать структуру и свойства вакуумных конденсатов хрома и меди.

2. Исследовать изменение структуры и свойств дисперсноупроч-ненных конденсатов на основе хрома в зависимости от объемного содержания упрочняющей фазы.

3. Исследовать термическую стабильность, жаростойкость и жаропрочность конденсированных дисперсноупрочненных материалов.

4. На основании полученных результатов предложить новые составы конденсированных дисперсноупрочненных материалов с повышенной низкотемпературной пластичностью, жаростойкостью и жаропрочностью.

Научная новизна.

1. Исследованы закономерности формирования структуры, влияния объемного содержания второй фазы на прочность и пластичность конденсированных дисперсноупрочненных материалов на основе хрома.

2. Изучена зависимость низкотемпературной пластичности конденсатов на основе хрома от структрного условия равенства размера зерна Б и расстояния между частицами упрочняющей фазы в направлении скольжения Л.

3. Установлена взаимосвязь между структурой конденсата, содержанием второй фазы и термической стабильностью, жаростойкостью и жаропрочностью исследованных материалов на основе хрома.

Практическая значимость работы.

1. На основании проведенных исследований предложены два состава термически стабильных, жаростойких и жаропрочных конденсированных материалов:

а) Сг - (0.4-0.5) об.Ж И, - (0,4-0,6) об.% + (0,7-0,9)об.% 2г0г:

б) Сг - (0.4-0.5) об. Я "1 . (0.4-0.6) 0б.% I /Сг-(0.4-0.5) об. % ^ - (о; 4-0,6) об.55+ (0.6-0,9) об л гго2

2. Предложенные материалы могут быть применены в качестве защитных и конструкционных покрытий при 1000 - 15^0°С и выше.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались и обсуждались на:

- Областной научно-технической конференции "Совершенствование технологических процессов и пути повышения качества сварочных и наплавочных работ" (Курск, 1988 г.):

Региональной научно-технической конференции "Материалы и упрочняющие технологии - 90" (Курск, 1990 г.);

- Российской научно-технической конференции "Материалы и упрочняющие технологии -94" (Курск. 1994 г.);

- Юбилейной конференции ученых КПИ (Курск, 1995 г.).

Публикации, По материалам работы опубликовано семь научно-технических статей и получено два авторских свидетельства.

Структура и объем диссертации. Диссертация.состоит из введз-ния. пяти глаЕ и общих выводов, изложенных нг _ страницах машинописного текста, содержит 68 рисунков. 8 таблиц и _наименований использованных источников и приложения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ '

Глава 1. Состояние вопроса и загпчи исследования. . В первой главе на основе литературных сведений дано обоснование актуальности выбранной темы. Приветны сведения об общих закономерностях формирования вакуумных конденсатов из чистых металлов и многокомпо-1 нентных сплавов, влиянии основных параметров испарения и конденсации на структуру и свойства конденсатов. Показано, что структурные особенности покрытий и конденсатов хрома, получаемые разными исследователями, весьма разнообразны и не всегда укладываются в рамки предложенных структурных моделей.

Характерным для современного направления исследований по улучшению функ ;иональных свойств высокотемпературных покрытий является снижение содержания в них дефицитных компонентов, в первую очередь кобальта, вольфрама, никеля и молибдена, и создание новых дисперс-ноупрочненных материалов на основе хрома с более высокой прочностью. пластичностью л жаростойкостью по сравнению с самыми жаропрочными материалами на основе железа, никеля и кобальта. Результаты исследований конденсированных материалов свидетельствуют-г возможности регулиоов-'ния их структуры и свойств путем дозированного введения упрочняющих добавок и подтверадаат целесообразность разрг'отки защитных и конструкционных покрытий на основе хромовоГ матрицы. Имеющиеся в литературе сведения об электроннолучевой технологии получения кг 'позиционных покрытий на основе хрома, их защитных и механических свойствах носят отрывочный характер, и сопостагление результатов отдельных работ затруднительно вследс-

твие использования авторами разных методик испарения и конденсации. материалов упрочняющих фаз и степени легирования хромовой матрицы.

На основе литературных данных недостаточно©освещенные вопросы электроннолучевой пзрофазной технологии получения конденсированных материалов можно сформулировать следующим образом:

1. Имеющиеся данные' о влиянии технологических параметров испарения и конденсации на структуру (и, соответственно, свойства) вакуумных покрытий относятся, главным образом, к конденсатам малой толщины, полученным с невысокими скоростями осаждения при низких температурах подложки.

2. В литературных источниках не содержится далных о влиянии двуокиси циркония как упрочняющей фазы на прочность, и жаростойкость конденсатов чистого хрома и его малолегированных сплавов.

Глава 2. Аппаратура и методы исследования. Кокденсаты металлов и композиционных материалов получали на электроннолучевой установке конструкции И.°С им. Е. 0. Патона мощностью 150 кВт. Двухфазные конденсаты получали путем одновременного раздельного испарения соответствующих компонентов из двух водоохлаждаемых медных тиглей и последующей конденсацией смешанного парового потока на прогретую до заданной температуры подложку из молибдена. Расстояние между тиглями - 130 мм, расстояние тигель - подложка - 300 мм. размеры получаемого конденсата - 250x120x0,8..1.2 мм. Для отделения конденсата от подложки на нее предварительно наносили барьерный слой из Zr0г толщиной 10...15 мкм. Испарение осуществляли в вакууме 1.33хЮ"2-1.33хЮ"3 Па. Скорость конденсации материала металлической матрицы - 1-35 мкм/мин. скорость.конденсации вторг1 фазы -0.5.-1МКМ/МИН.

В качестве исходных материалов в работе применялись слитки хрома и сплава С^Ь,, диаметром 70 мм (после индукционного переплава в среде очищенного аргона), слитки меди диаметром 70 мм (после электроннолучевого переплава в вакууме) и двуокись циркония в виде штабиков диаметром 70 мм и высотой 50 мм. полученных прессованием порошков с последующим спеканием. . '

Объемное содержание второй фазы- в конденсатах рассчитывали по данным'рентгеноспектрального и химического анализа, плотность конденсатов определяли методом гидростатического ззвешивакля. Метал-

лографические исследования проводились на микроскопе МИМ-8, рент-геноструктурный анализ на дифрактометре ДРОН-3. Размеры частип второй фазы определялись с помощью электронного микроскопа ^ЕМ-200. Образцы для исследования готовились по стандартным методикам.

Микротвердость определяли как среднюю арифметическую величину из 15-20 замеро. на ПМТ-3 при нагрузке 0,51 Н. Механические испытания конденсатов на растяжение проводили на плоских образцах с длиной рабочей части 8 мм и шириной 2 мм со скоростью деформации 1,25x10"31/сек. Механические испытания на изгиб проводили на плоских образцах размером 30x5x8...1.2 мм по трехточечной схеме нагру-нения с 1азой 18 мм при скорости нагружения 1.67х10"г1/сек. Жаростойкость определяли весовым методом по скорости окисления на воздухе при 1200°С. Испытания на ползучесть при одноосном растяжении проводили в вакууме при температуре 95П0С и постоянном напряжении 6=100 МПа.

Глава 3. Исследование структуры и свойств конденсатов хрома и

меди.

Металлографические исследования поперечных шлифов конденсатов хрома показали, что присталпиты имеют характерную столбчатую форму во всем исследованном интервале температур конденсации. Кристаллиты ориентированы вдоль парового потока. Поперечный размер кристаллитов увеличивается с ростом температур! подложки. Микроструктура конденсатов меди при температуре подложки 650...750°С аналогична микроструктуре массивной меди после собирательной рекристаллизации.

Рентгенографические исследования показали, что периоды кристаллической решетки конденсатов хрома и меди соответственно равны 885 и 3.608Х и совпадают с табличными значениями параметра решетки массивных хрома и меди. В конденсатах хрома, осажденных при 500...700°С. обнаружена слаАо выраженная аксимстьная крчсталлогра-' (I :ческая текстура <ЗЮ, а в конденсатах. получаемых при 700...900°С, - текстура <100>. Вьте 900°С плотность для всех кристаллографии ских направлений близка к единице. .

Эле :рснномикроскопические исследован;.л позволили установить, что в конденсатах хрома, осаждаемых при температуре до 300°С, вторичные рекр1<лтал::Изац-лонные процессы не получают развития. При трмператур■? осаждения 800...900°С в слоях, прилагающих к подложке.

отчетливо видны признаки начавшейся рекристаллизации. В образцах, полученных при температуре >1000°С. рекристаллизованная структура наблюдается по всей толщине конденсата. Но переход к равновесной структуре происходит только в плоскости пара/бюльной поверхности подложки. В направлении парового потока кристаллиты сохраняют столбчатую форму до 1100°С.

Увеличение температуры подложки сопровождается уменьшением твердости конденсатов до значений, свойственных значениям твердости массивных образцп хрома и меди с рекристаллизованной структурой. Например, микротвердость конденсатов хрома, полученных при 1000°С, равна 1825 МПа.

С повышением температуры плотность конденсатов приближается к теоретической плотности хрома и меди. Например, при температуре осаждения 900 и 1000°С пористость конденсатов хрома составляет 0.21 и 0,13% соответственно.

Увеличение температуры и скорости осаждения ведет к росту предела прочности конденсатов. Например, предел прочности конденсатов хрома, осажденных при 1000°С, равен 565 МПа. Видимо, повышенная температура конденсации уменьшает локальные искажения кристаллической решетки, вызванные элементами внедрения, и формируется более совершенная структура.

Надежность антикоррозионной защиты в большинстве случаев определяется силами сцепления между материалом изделия, защитным металлическим слоем и внешним керамическим покрытием. Адгезия конденсатов хрома к керамике с ростом температуры осаждения увеличивается и при 500° С достигает уже величины 26...27 МПа. Адгезия конденсатов меди к керамике также возрастает увеличением температуры подложки.

Все конденсаты хрома не зависимо от температуры осаждения и структурных различий разрушались хрупко. Угол изгиба <0.5°.

Таким образом, оптимальные температурные интервалы предварительного подогрева подложки для получения конденсатов с механическими свойствами, характерными для массивных хрома и меди, соответственно равны 800...1000°С И 650...750°С.

Глава 4. Структура и свойства конденсатов Сг . 2г0г и Сг _С„.

При разработке новых композиционных материалов на основе хрома. полученных с помощью электроннолучевой парофазной металлургии, было изучено влияние двух типов частиц второй фазы на структуру и

свойства конденсатов хрома: твердых по отношению к хрому, плохо деформируемых частиц двуокиси циркония; и мягких по отношению к хрому, легко деформируемых частиц меди.

Материал упрочняющей фазы выбирался на основании предварительных данных о влиянии компонентов различной природы на свойства металлов и сплавов, а также с учетом технологичности в процессах испарения и конденсации. Использование тугоплавкой двуокиси циркония оСусловлено нерастворимостью ее частчц в хромовой матрице, термодинамической стабильностью в контакте с матрицей при высоких температурах; отсутствием значительного роста частиц в процессе эксплуатации. Дисперсные частицы двуокиси циркония повышают жаропрочность и жаростойкость конденсатов. Выбор меди в качестве " второй Фаоы обусловлен, прежде всего, стремлением проверить универсальность структурного условия максимальной пластичности 0 » Л * 2/з[с1/г(1-Г)]. где Б - средний размер зерна матрицы: Л - среднее свободное расстояние между частицами упрочняющей фазы; Г - объемная доля упрочняющей фазы.

Исследования поперечных шлифов двухфазных конденсатов показа- . ли, что характерной чертой их структуры, как и для конденсатов чистого хрома, является столбчатое строение кристаллитов. С введением второй С 1зы структура становится более мелкозернистой. Резкое уменьшение ширины кристаллитов наблюдается в области малых содержаний второй фазы. Частицы второй фазы имеют форму, близкую к сферической. Они относительно равномерно распределены в металлической матрице.

Рентгенографические исследования параметра решетки хромовой матрицы исследуемых конденсатов показали, что он соь..адает с параметром решетки чистого хрома. Эти результаты свидетельствуют об отсутствии взаимодействуя упрочняющих фаз с хромом в условиях Формирования конденсатов.

С увеличением концентрации второй фазы тг^рдость конденсатов ■ возрастает {рис.1). Однако на концентрационные зависимостях микротвердости наблюдаются аномальные минимумы, когда средний размер зерна матри"ч'В равен рассчитанному значению Л,, т.е. выполняется . условие П * л.

Влияние двуокиси циркония на механические характеристики конденсатов хрома носит сложный характер (рис.2). Введение {¿алых ко-' личеств-второй фазы до 0,4 об.% призодит к пол: эй потере пластич-

с

Рис Л Зависимость ширины кристаллитов 13 , среднего свободного расстояния Л и микротвердости Н/г в конденсатах Сг-2гОъ от содержания ХгО^

л

бё&А^ Па 1200

1000

800

600

ЪОО 200

■

с \ 0 . у* \ /

I

■) л /

еС, град 25

20

10

0.5

1.0

1.5 2,0 2.гОг,оЪ.%

Рис.2 Зависимость предела прочности » предела текучести г и угла изгиба еС конденсатов С г-¿г (Гп- /00<)'С)от концентрации

ности и снижению предела прочности. При содержании двуокиси циркония выше 0.4 об.% предел прочности и пластичность возрастают, достигая максимума при концентрациях второй фазы, соответствующих условию D ~ Л. После прохождения через максимум предел прочности и пластичность снижаются, и при -1.5 оС.% конденсаты полностью ох-рупчиваются. Предел текучести во всем исследуемом интервале концентраций второй фазы монотонно возрастает.

На концентрационных кривых конденсатов Cr-Cu при выполнении структурного условия D = Л микротвердость, предел прочности и пластичность имеют экстремалгще значения.

Таким образом, исследования показали возможность преодоления низкотемпературной хрупкости при одновременном повышении прочности конденсированных двухфазных материалов на основе хрома, путем . ведения в металл дисперных частиц второй фазы. Максимальные значения пластичности и прочности достигаются при выполнении структурного условия максимальной пластичности D = Л. Установлено также, что введение в хром дисперсных части." двуокиси циркония улучшает жаростойкость хрома в 1.5...2.5 раза в зависимости от объемного содержания второй фазы.

Глава 5. Структура и свойства конденсатов CrNj',a- CrN1La-Zr02_ CrN1La/CrN1La.Zr02.

• Улучшение механических свойств и коррозионной стойкости двухфазных конденсатов, полученных на основе чистого хрома, к ¡достаточно для их широкого применения. Для дальнейшего повышения низкотемпературной пластичности необходимо использовать в качеспе материала матрицы сплавы хрома. Введение в хром металлов РЗМ улучшает егсг пластичность и жаростойкость.

В качестве основы для разработки композиционных материалов был использован сплав Сг.(0.4-0.5)об% ^-(О,4-и.6)o6%La. В качестве упрочняющей фазы - двуокись циркония Zr02.

Параметр кристаллич, :кой решетки металлической матрицы исследуемых кондбнсатов совпадаем, в пределах погрешности измерения, о параметром решетки чистого хром-i и раве:' 2,885 f

Небольшие концентрации двуокиси циркония (до 0,4 .об. %) вызывают охрупчивание конде: :ата CrNtla-ZrOj. (рис. 3). Дальнейшее повышение концентрации диоксида вызывает повышение пластичности и предела прочности. При структурном условии D и Л предел прочности и пластичность достигагт максимальной величины. Так предел прочности

Рис.3 Зависимость предела прочности б£ , предела текучести и угла изгиба сС в конденсатах

ОЛЛ-¿а ~2г0л от концентрации второй ^азы.

с 550 МПа увеличивается до 1150 МПа, а угол изгиба с 6° до 120°. Дальнейшее повышение концентрации двуокиси циркония (выше О,7...0.8 об.%) приводит к резкому падению пластичности и охрупчи-ванию конденсата.

Аналогичные закономерности изменения механических свойств от объемного содержания двуокиси циркония наблюдаются и в микрослой-ном конденсате CrNjLa/Crl^La.ZrOz.

Высокая термическая стабильность' конденсатов подтверждается незначительным снижением 'их микротвердости с 1560 до 1500 МПа (область D ~ Л) после отжига при 1200°С в течение трех часов. Зерно в 'конденсатах выросло во время отжига с 6,8 до 8,0 мкм. Для сравнения зерно в чистом хроме выросло с 22 до 49 мкм.

Конденсированные материны сохраняют практически неизменными прочностнгэ характеристики после высокотемпературного отжига. Предел прочности и предел текучести в конденсатах CrNjLa.ZrOg до и после отжига соответственно равны 1150 и 390 МПа и 1100 и 375 МПа. Пластичность конденсата при D = Л равна 120°. Максимумы на концентрационных кривых несколько смещаются в область большего содержания двуокиси циркония.

Введение в состав конденсатов тугоплавкой фазы улучшает их жаростойкость (рис.4). Так привес за 1G0 часов окисления при 1200°С в 'среде спокойного воздуха конденсатов, содержащих 0,57 и 2,41 об. 55- Zr02, составил 52 и 21 г/м2 против 247 г/м2 у чистого хрома. Присутствие лантана в сплаве повышает платность скисной пленки и. как следствие, жаростойкость.

Зависимость скорости установившейся ползучести от объемной доли диоксида циркония имеет немонотонный хар .ктер (рлс.5). Вид указанных зависимостей определяется, по-видимому, суммарным действием границ зерен и частиц второй фазы как источников дислокаций и стопоров их движения.

ЗАКЛь 1ЕНИЕ

1. Исследованы структура и- свойства онденсированных дисперс-

ноупрочненных материалов н? основе хрома, полученных электроннолучевым испарением из независимых источников металлической матрицы и

л т,г/п2

Рис.4 Зависимость привеса конденсатов СгА/1Ьа и СгМ;Ьа -2г0л от времени окисления при 1200°С на воздухе:

1'СгЛ/Исх ; 2 - СгЛни«-0,57 оЪ.%2гОх ; З-СгА/Ца-0,73оГ.% ; Ч - СгЛ/Иа - 1,85" ; 5 -

СгА/.Ъ а - 1° £ % 2г Ог_

Рис.5 Зависимость скорости установившейся ползучести ¿^ (1,2) и долговечности '3) при т= 950°С и ¿Г = 100 Шя от содержания 2:

СгГШи - ; 2,3-СгА/'Ьа/СгМЬс -2гОг

¡торой фазы и последующей конденсацией смешанного парового потока т подогретую подложку.

2. Показана возможность получения двухфазных конденсатов на )Снове хрома с высокой прочностью и низкотемпературной пластич-гостью путем введения в металлическую матрицу дисперсных частиц ¡торой фазы. Максимальные значения прочности и пластичности достигаются при выполнении структурного условия Б ~ Л; Л=2/3[й/Г(1-П], лде В -средний размер зерна матрицы; Л - среднее свободное рассто-шие между частицами упрочняющей фазы; <3 - средний размер частиц /прочняюшей фазы; Г - объемная доля упрочняющей фазы.

3. Исследованием фазового состава и структуры конденсированных материалов установлено:

а) частицы упрочняющей фазы имеют форму, близкую к сферической 1 достаточно равномерно распределены по объему металлической матрицы. Размеры частиц второй фазы увеличиваются с ростом ее объемного содержания. Например, средний размер частиц двуокиси циркония завен 80 нм при концентрации 0,5 об. % 2г0г и 97 нм при 2,0 об.%

б) средняя ширина столбчатых кристаллитов металлической матрицы Б и средний свободный путь между частицами Л=2/3[<3/Г(1-Ш уменьшаются с увеличением объемной доли упрочняющей фазы; •

в) между материалом матрицы и дисперсными частицами упрочняющей фазы отсутствует взаимодействие, о чем свидетельствует постоянство параметра кристаллической решетки дисперсноупрочненных конденсатов СГ-гГОг, Сг-Си.СрИ^а-ггОг, равного параметру решетки чистого хрома.

4. Показано, что высокотемпературный отжиг не приводит к заметны: изменениям размеров зерна металлической матрицы и дисперсности упрочняющих частиц двуокиси циркония, т. е. практически Полностью отсутствуют процессы рекристаллизации вплоть до 1200°С, чем и объясняется наблюдаемая стабильность прочностных характеристик конденсатов С.-Н^а-ггОг и Сг^Ьа/СгН^а-г^Ог при высокотемпературном нагреве.

5. Установлено, что свойства дисперсноупрочненных конденсатов системы Cj.Il!Ьа-2Г02. оависят от объемного содержания оксидной фазы:

а) пластичность конденсированных материалов достигает максимальных значений тогда, когда средний размер зерна матрицы 0 равен

среднему- свободному расстоянию Л . между частицами оксидной фазы, т. е. выполняется структурное условие D » Л. При D = Л угол изгиба конденсированных материалов равен ~ 120°;

б) введение дисперсных частиц двуокиси циркония в конденсат сопровождается повышением его жаростойкости. Привес при температуре 1200°С за -100 часов окисления в спокойном воздухе конденсата CrNlLa-l,85 oQ.% Zr0¡> составил 28 г/м? против 247 г/м2 для чистого хрома;

в) зависимость'жаропрочности конденсатов от объемного содержания двуокиси циркония носит немонотонный характер. Скорость установившейся ползучести при температуре 950°С и б = 100 МПа с увеличением содержания Zr02 до 1,7-1,8 об.% в конденсатах CrHtLa-Zr02 и до 0,55-0,6 об.% в конденс, :ах CrtojLa /CrNtLa-Zr02 выше, чем у исходных. Дальнейшее повышение концентрации Zr02 сопровождается снижением £у; .

г) наличие частиц второй фазы улучшает термическую стабильность конденсатов. Например. бь и б0,2 конденсата С,.!!^ -1.0 об.% Zro2 до и после отжига при температуре 1200°С в течение трех часов соответственно равны 1150 и 400 МПа; ,1100 и 380 МПа.

6. На основании проведенных исследований г^едлагаются следующие составы дисперсноупрочненных,- термически стабильных, жаростойких а жаропрочных конденсированных материалов: Сг-(0,4-0,5)об.% Mj-(0',4-0.6)oc>.ss;ba+(0.7-0.9)o6.% Zr02 и Сг-(0, 4-0,5)06% Нг (0.4-0.6)0б.ЯЬа/Сг-(0.4-0.5)об.% Nj'-(0.4-0. 6)об. La+(0.6-0,9)06.55 Zr02.

Установлено:

а) указанные материалы обладают достаточно высокой пластичностью при температуре 20°С. Угол изгиба рг- эн ~ 120°;

б) предложенные мг-ер'иалы обладают высокой термической стабильностью. Размер зерна D. предел прочности бь. предел текучести 60i2 до и после отжига в вакууме при 1200°С в течение трех часов соответственно равны 6.8 ыкм. 1150 МПа," 390' МПа и 8, о мкм. 11и0 МПа. 375 Мпа; 7.4 мкм, 920 МПа. 450 МПа и 8, Ь МКМ, 900 МПа, 42ь .Па; • • -

в) предложенные материалы обладают высокой жаростойкостью. Привес при температуре 1200°С за 100 часоь окисления в среде спокойного воздуха соответствелн.о равен 42 и 59 г/мг:

г) ш-крослойные конденсаты CrI-¡1Ld/CrH1La-ZrOz с объемной до-

лей ZrOe 0,8-0,9% по жаропрочным свойствам при 950°С превышают современные жаропрочные хромовые сплавы. Скорость • установившейся ползучести при 6=100 МПа равна 10"г.ч_1..

7. Рекомендованные материалы могут быть применены в качестве защитных и конструкционных покрытий при высоких температурах (М000°С).

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Ушакоса С.Е., Фатьянов В. М.. Тутов Н.Д. Структура и свойства толстых конденсатов . меди//Специальная электрометаллургия. 1977.ВЫП.33.С.77-81.

2. Ушакова С.Е., Тутов Н.Д., Вяльцев A.A. Влияние условий конденсации на адгезию медных пленок с подслоем хрома, нанесенных на керамические подложки //Электронная техника. 1983.Серия 7. ТОПО, вып. 3(118), С. 17-19.

3. Ушакова С.Е., Тутов Н.Д.. Вяльцев А.А. Адгезионная прочность медных пленок// Проблемы специальной электрометаллургии. 1987. N3. С. 50-52.

4. Тутов Н.Д. Адгезия пленок хрома к подложкам из керамики 22ХС//'Тезисы докладов на региональной научно-технической конференции "Материалы и упрочняющие технологии -90". Курск. 1990.С.'111.

5. Гадалов В.Н.. Тутоь Н.Д.. Бойцова A.C. Улучшение свойств режущего инструмента путем оптимизации технологии нанесения износостойких покрытий //Тезисы и материалы конференции "Материалы и упрочняющие технологии -94". Курск,1994.С.29-30.

6. Тутов Н.Д.. Коротеев С.И. Перспективы применения вакуумных пленок в СМСУ //Тезисы докладов юбилейной конференции ученых КПИ. Курск, 1994. С. 204-206.

7. Тутов Н.Д.. Гадалов В.Н. Исследование пленок карбида титана //Труды юбилейной научной конференции Ч.2.КГТУ.Курск, 1995.С.156-157.

8. А.с.N-855865, СССР, МКИ3Н02К 1/06. Электрическая машина торцового типа. /Н.Д. Тутов. С.Е. Ушакова (СССР). Заявлено 02.11.79; Опубл. 14.04.81. Бюл. N30. -Зс: ил.

9. А. с. N1447207.СССР,МКИ3Н01М 4/82. Способ изготовления токо-отвода электрода аккумулятора. /Н.Д.Тутов; Ф.А.Старков (СССР). Заявлено 14.04.86; Опубл. 22.08.88г. Бюл. N.ii-Зс.: ИЛ.

Подписано к печати (члч Формат 00x84 1/16.

Печатных листов_________ Тираж . /СО.. экз. Заказ.. Л>...

Курский государственный технический университет. 305040 Курск? ул.50 лет Октября, 94.