UA128005C2 - Конструкційний високоентропійний матеріал - Google Patents
Конструкційний високоентропійний матеріал Download PDFInfo
- Publication number
- UA128005C2 UA128005C2 UAA202104727A UAA202104727A UA128005C2 UA 128005 C2 UA128005 C2 UA 128005C2 UA A202104727 A UAA202104727 A UA A202104727A UA A202104727 A UAA202104727 A UA A202104727A UA 128005 C2 UA128005 C2 UA 128005C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- entropy
- magnesium
- silicon
- aluminum
- lithium
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 11
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 229910052580 B4C Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N beryllium atom Chemical compound [Be] ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N boron carbide Chemical compound B12B3B4C32B41 INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 abstract description 3
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 7
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003779 heat-resistant material Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 230000007847 structural defect Effects 0.000 description 1
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 1
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 description 1
- 230000003245 working effect Effects 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
- Lubricants (AREA)
Abstract
Винахід належить до порошкової металургії та машинобудування і стосується конструкційного високоентропійного матеріалу для виготовлення деталей вузлів тертя та формування покриттів, що працюють в умовах підвищених температур, швидкостей ковзання та навантаження системи. Матеріал містить компоненти у наступному співвідношенні, мас. %: титан - 17, алюміній - 17, магній - 17, літій - 16, кремній - 16, берилій - 12, карбід бору - 5. Технічний результат: зниження інтенсивності зношування, коефіцієнта тертя, підвищення міцності покриттів та продовження ресурсу трибосполучень в технічних системах.
Description
Винахід належить до галузі порошкової металургії, а саме стосується високоентропійних матеріалів, які можуть бути використані у машинобудуванні для деталей та покриттів при експлуатації в умовах тертя з підвищеними температурами, навантаженнями і швидкостями ковзання.
Існує високоентропійний жаростійкий матеріал (патент НО2296176С1 Сплав на основе алюминия и способ его термической обработки), до складу якого входять (мас. 95): літій - 1,5- 1,9; магній - 1,5-3,5; мідь - 1,4-1,8; цинк - 0,01-1,2; марганець - 0,01-1,8; титан - 0,01-0,25; кремній - 0,05-0,08
Недоліками даного сплаву є підвищене значення коефіцієнта тертя та низька термостійкість, велика вартість за рахунок складної технології отримання.
За прототип взято відомий композиційний сплав (патент КА10159164581 АЇПоу іпдої апа теїпой Ттог тапиїасіигіпуд Ше 5ате), з високою конфігурацію ентропії, що містить алюміній - основа, кремній 1995, титан -1995, магній «-20 95, та має низьку щільність, високу мікротвердість, підвищену стійкість до окислення при значних температурах.
Однак недоліки, які обмежують його можливості, пов'язані з низькою пластичністю при випробуваннях на розтяг та складною технологічністю, що обмежує його застосування як конструкційний матеріал деталей машин.
В основу винаходу поставлена задача вдосконалення конструкційного високоентропійного матеріалу, що містить титан, шляхом його легування алюмінієм, магнієм, літієм, кремнієм, берилієм, що забезпечить зменшення щільності та підвищення твердості і міцності в екстремальних умовах експлуатації.
Поставлена задача вирішується тим, що до високоентропійного конструкційного матеріалу, який містить титан, додатково вводять алюміній, магній, літій, кремній, берилій та карбід бору, при такому співвідношенні компонентів (мас. 95): титан 17 алюміній 17 магній 17 літій 16 кремній 16 берилій 12 карбід бору 5.
Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю ознак винаходу і технічним результатом взаємообумовлений тим, що сплав містить титан, алюміній, магній, літій, кремній, берилій та карбід бору в рівних концентраціях або в концентраціях, що відрізняються від рівних не більше
Зо ніж 4 мас. 95.
Висока конфігураційна ентропія більше 10 Дж/(моль"К) поряд з заданими концентраціями компонентів забезпечує отримання сплаву зі структурою високолегованого твердого розчину, дозволяє підвищити міцність і жароміцність сплаву при достатній його пластичності.
Сплав Ті-АІ-Мао-І і-5і-Ве-Ва4С отриманий методом плазмо-дугової плавки. Плавку проводили при кінцевому тиску порядку 102 Па в атмосфері аргону. Рідка ванна підтримувалась не менше 5 хвилин, при кожному плавленні. Після кожного переплавлення зразок перевертали та проводили наступний переплав. Для забезпечення гомогенності переплав проводили 4-6 разів.
У останній переплав ближче до температури ліквідусу додавали ультрадисперсний карбід бору та знову склад перемішували.
Хімічний аналіз отриманих зразків показав їх гомогенність за основними елементами та відповідність хімічного складу заданому. Металографічні дослідження показали відсутність значних дефектів структури.
Запропонований конструкційний високоентропійний матеріал може використовуватися для якісного відновлення та зміцнення деталей, що експлуатуються в умовах підвищеного тиску при відсутності чи обмеженні мастил.
На отриманих зразках визначали робочі властивості матеріалу (таблиця). . о Щільність, | Стійність до | Твердість, че) сюедматралумаех | оюленняю Ма тА мо ш|5|вВе| МоЇвс| М! 2 7777/7177 1, |17117| 17 16 16/12| - | 5|- | - | 78 | 1200 | 26 4 |235| | Її | 1 123,5) - (23,5|235| 65 | л2го0 | 4
Запропонований конструкційний високоентропійний матеріал, що виготовлений (із сировинної бази України, можливо використовувати для захисту від зносу деталей, що експлуатуються в умовах тертя, а також для відновлення зношених деталей в галузях загального машинобудування.
Claims (1)
- ФОРМУЛА ВИНАХОДУ Конструкційний високоентропійний матеріал, що містить титан, який відрізняється тим, що до його складу додатково вводять алюміній, магній, літій, кремній, берилій та карбід бору, у такому співвідношенні, мас. бо: титан 17 алюміній 17 магній 17 літій 16 кремній 16 берилій 12 карбід бору 5.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAA202104727A UA128005C2 (uk) | 2021-08-18 | 2021-08-18 | Конструкційний високоентропійний матеріал |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAA202104727A UA128005C2 (uk) | 2021-08-18 | 2021-08-18 | Конструкційний високоентропійний матеріал |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA128005C2 true UA128005C2 (uk) | 2024-03-06 |
Family
ID=90061724
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAA202104727A UA128005C2 (uk) | 2021-08-18 | 2021-08-18 | Конструкційний високоентропійний матеріал |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA128005C2 (uk) |
-
2021
- 2021-08-18 UA UAA202104727A patent/UA128005C2/uk unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Ibrahim et al. | On the impact toughness of Al-15 vol.% B4C metal matrix composites | |
| Prakash et al. | Mechanical and wear behaviour of Mg–SiC–Gr hybrid composites | |
| Chandrashekharaiah et al. | Effect of grain refinement and modification on the dry sliding wear behaviour of eutectic Al–Si alloys | |
| Hsu et al. | Structure and mechanical properties of as-cast Ti–Si alloys | |
| EP2702181A1 (en) | Alloy for a Bearing Component | |
| Liang et al. | Preparation and high temperature oxidation resistance of laser deposited Ti5Si3/MoSi2/Mo5Si3 reinforced α-Ti/NiTi composite coatings | |
| Thirugnanasambandam et al. | Study on mechanical properties of aluminium 6061/SiC composite by single and double stir casting process | |
| Achyuth et al. | Fretting wear degradation behavior of Al-Si-Ni based cast Aluminum alloy under different environment | |
| Rao et al. | Microstructure, mechanical & wear properties of Aluminium7075-Al2O3-SiC composites | |
| UA128005C2 (uk) | Конструкційний високоентропійний матеріал | |
| Mathai et al. | Effect of silicon on microstructure and mechanical properties of Al-Si piston alloys | |
| CN1207428C (zh) | Ti－Ni－Si三元金属硅化物合金涂层材料 | |
| Tocci et al. | Dispersion hardening of an AlSi3Mg alloy with Cr and Mn addition | |
| UA127238C2 (uk) | Конструкційний високоентропійний матеріал | |
| UA126729C2 (uk) | Конструкційний високоентропійний матеріал | |
| Chen et al. | Tribological properties of Cu-based composites and in situ synthesis of TiN/TiB2 | |
| Dochev et al. | High-temperature tests of piston hypereutectic aluminum-silicon alloy AlSi18Cu3CrMn | |
| FATHI et al. | Optimization of Stirring Parameters for Stir‑Cast Magnesium Matrix Composites Using Response Surface Methodology | |
| Sahoo et al. | The effect of Mg treatment on the properties of Al–8.3 Fe–0.8 V–0.9 Si alloy | |
| Padmanabham et al. | Microstructure studies and mechanical characterisation of T6 heat treated aluminium and copper based alloy reinforced with zircon and graphite composite | |
| KR900006701B1 (ko) | 고력황동합금과 그 제조방법 | |
| WO2012146650A1 (en) | Alloy for a Bearing Component | |
| Wang et al. | Effects of hydrogen on the interfacial reaction between Ti6Al4V alloy melt and Al2O3 ceramic shell | |
| Lee | Effects of solution heat treatment on the microstructure, oxidation, and mechanical properties of a cast Ni3Al-based intermetallic alloy | |
| Radhakrishnan et al. | Mechanical and microstructural behavior of ZE41 magnesium alloy reinforced with inconel for high-performance applications |