SU1139719A1

SU1139719A1 - Высокотемпературный керамический материал

Info

Publication number: SU1139719A1
Application number: SU833613243A
Authority: SU
Inventors: Станислав Федосеевич Кондаков; Алексей Михайлович Хромов; Константин Константинович Ясинский; Елена Андреевна Борисова; Николай Митрофанович Скляров; Валентина Константиновна Прокудина; Инна Петровна Боровинская; Александр Григорьевич Мержанов
Original assignee: Институт физики твердого тела АН СССР; Всесоюзный научно-исследовательский институт авиационных материалов; Отделение ордена Ленина института химической физики АН СССР
Priority date: 1983-07-01
Filing date: 1983-07-01
Publication date: 1985-02-15

Abstract

ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ КЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ, включающий нитрид, алюмини ,карбид титана, оксид иттри , отличающийс тем, что,с целью повышени стойкости к титановым сплавам при сохранении прочности и термостойкости, он дополнительно содержит нитрид титана при следующем соотношении компонентов, мас.%: Нитрид алюмини 47,6-62,5 Карбид титана 11,8-19,0 Оксид иттри 4,8-9,1 Нитрид титана 18,8-28,6.

Description

:о ;о 111 Изобретение относитс к неорганическим материалам и может быть использовано в огнеупорной промышленности , машиностроении, энергетике, металлургии, в частности при изготов лении тиглей, форм дл лить агрессивных металлических сплавов, а также дл изготовлени испарительных элементов. Известен керамический материал на основе нитрида алюмини , в которьш дл повышени термостойкости дополнительно ввод т оксид иттри , кар бид кремни и нитрид бора lj , Известен также керамический материал , содержащий нитрид алюмини , карбид титана, диборид титана и титан 21 . Недостатками данных материалов вл ютс низка стойкость к агрессив ным металлическим расплава, а также низка термостойкость при 1000 С, Наиболее близким к предлагаемому вл етс высокотемпературный керамический материал, содержащий нитрид алюмини , 2-20 мас.% оксида иттри , 20-50% карбида титана и 5-50% карбида кремни 3J . Материал обладает высокими значени ми прочности и термостойкости , но его сопротивление воздействию агрессивного расплава титана незначительно . Цель изобретени - повьш1ение стой кости к титановым сплавам при сохранении прочности и термостойкости. Поставленна цель достигаетс тем что высокотемпературньй керамический материал, включающий нитрид алюмини карбид титана, оксид иттри , дополни тельно содержит нитрид титана при следующем соотношении компонентов, мас.%: Нитрид алюмини 47,6-62,5 Карбид титана 11,8-19,0 Оксид иттри 4,8-9,1 Нитрид титана 18,8-28,6 Введение нитрида титана в количестве менее 18,8% повьш1ает воздейс вие расплава титана, а при увеличении его содержани свьш1е 28,6% ухуд шаютс механические свойства керами ки и ее термостойкость. 2 При введении оксида иттри менее 4,8% ухудшаетс спекание керамики, а более 9,1% - снижаетс стойкость керамики в расплаве титана. Материал получают следующим образом . Порошки исходных компонентов смешивают в требуемом соотношении, прессуют заготовки св зующего при давлении 5-10 кбар или одноосным прессоваг нием с добавкой водного раствора поливинилового спирта при давлении 100-400 МПа. Заготовки спекают при 1700-1800 С в среде азота или аргона В таблице приведены свойства образцов в зависимости от состава. При термоциклировании использовали образцы в виде дисков диаметром 20-25 мм, высотой 10-15 мм, определ ли количество термоциклов до разрушени . С целью определени стойкости к титановым сплавам испытьшались цилиндрические образцы керамики диаметром 15-20 мм, длиной 25 мм, которые закрепл лись в графитовой, литейной форме и заливались расплавом титанового сплава ВТ-5 при 1860 С, вре м от 10 мин до 1 ч. После охла здени отливки разрезали и срез исследовали под микроскопом . Взаимодействи расплава с керамикой составов 2,3,5 и 6 не обнаружено; составы 1 и 4, выход щие за предлагаемые пределы, взаимодействуют с расплавом. На срезе контакта металла и керамики (фото 1 а, б) видно, что керамика , содержаща нитрид титана, никакого взаимодействи с расплавом титана не имеет, (фото 1 а) , а керамика , содержаща карбид кремни , образовала обширную зону взаимодействи глубиной 1,5-2 мм (фото 16). Применение предлагаемого керамического материала позвол ет увеличить срок службы футеровок в устройствах при разливке титановьгх сплавов в 2-3 раза, а также повысить качество отливок и уменьшить допуск на последующую механическую обработку.

Claims

ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ КЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ, включающий нитрид, алюминия,карбид титана, оксид иттрия, отличающийся тем, что,с целью повышения стойкости к титановым сплавам при сохранении прочности и термостойкости, он дополнительно содержит нитрид титана при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Нитрид алюминия 47,6-62,5 Карбид титана 11,8-19,0 Оксид иттрия 4,8-9,1 Нитрид титана 18,8-28,6.

>

1 139719