Жидкофазное получение методом СВС и термическая обработка композитов на основе алюминиево-магниевых сплавов, упрочненных высокодисперсной фазой карбида титана

Aluminum matrix composites reinforced with ultra-fine refractory titanium carbide feature a unique combination of properties. They are promising structural materials. Self-propagating high-temperature synthesis (SHS) is an affordable and energy-saving composite making process. It involves the exothermic reaction between titanium and carbon (or their compounds) directly in the melt. We studied the properties of SHS composites based on the AMg2 and AMg6 commercially available alloys reinforced with 10 wt.%TiC. We investigated the macroand microstructure of the samples with XRD and EDS analysis. It was found that the β-phase is separated from α-solid solution of aluminum as early as the air cooling stage. We conducted experiments aimed at studying the effects of additional heating on the sample structure and properties and found the optimal temperature and time values. We also proposed a phenomenological model of the structural transformation sequence. We compared the physical, mechanical, and manufacturing properties and corrosion resistance of the original cold-hardened AMg2N and AMg6N alloys and the composites before and after heat treatment. It was found that additional heating reduces porosity and maintains electrical conductivity. It was also found that the compressive strength and relative strain of the composite based on the AMg2 alloy change insignificantly, while for the AMg6-based composite the reduction is more significant. Heat treatment increases the composite hardness while maintaining sufficient plastic deformation. It is confirmed by the measured values of the relative strain and the reduction ratio close to that of the original matrix alloys. It was also found that the composites retain high resistance to carbon dioxide and hydrogen sulfide corrosion.Алюмоматричные композиционные материалы, дисперсно-упрочненные тугоплавкой фазой карбида титана, характеризуются уникальным сочетанием свойств и относятся к группе перспективных конструкционных материалов. Одним из наиболее доступных и энергосберегающих методов их получения является самораспространяющийся высокотемпературный синтез (СВС), основанный  на  экзотермическом  взаимодействии  титана  и  углерода  (или  их  соединений)  непосредственно  в  расплаве. В работе приводятся результаты СВС композиционных материалов на основе промышленных сплавов АМг2H и АМг6H, упрочненных  10  мас.%TiC.  Исследованы  макро и  микроструктура  полученных  образцов,  проведены  микрорентгеноспектральный и рентгенофазовый анализы. Установлено, что уже в процессе охлаждения  на  воздухе  после  синтеза  происходит  выделение β-фазы из α-твердого раствора алюминия. Проведены эксперименты по изучению влияния дополнительного нагрева на структуру и свойства образцов, определены  оптимальные  температурно-временные  параметры,  предложена  феноменологическая модель последовательности структурных превращений. Выполнен сравнительный анализ физических, механических, технологических свойств и коррозионной стойкости исходных сплавов АМг2H и АМг6H в  нагартованном  состоянии  и  композиционных материалов на их основе до и после термической обработки. Установлено, что проведение дополнительного нагрева способствует снижению пористости и сохранению уровня электропроводности относительно этих показателей для литых композитов. Выявлено, что  прочность  на  сжатие  и  относительная  деформация  для  композита  на  основе  сплава  АМг2  изменяются незначительно, тогда как для материала на основе АМг6 их падение более существенно. При этом термическая обработка позволяет повысить твердость материалов, сохранив достаточную способность композитов к пластической деформации, что подтверждается значениями степени деформации и коэффициента уковки, близкими к уровню матричных сплавов. Также установлено,  что  синтезированные  композиционные  материалы  сохраняют  высокий  уровень  устойчивости  к  углекислотной и сероводородной коррозии