композитов обеспечивают получение
широкого спектра служебных свойств. Для композитов, предназначенных для
длительной высокотемпературной службы, решающими моментами при выборе
являются не только достигаемые высокие механические свойства, но, главное,
их стабильность в течение длительного времени при высоких температурах и
нагрузках, в том числе при циклических режимах. Из этого следует что при
конструировании высокотемпературных композитов и подборе пар упрочняющая
фаза—матрица большое значение приобретают не только прочность
исходных составляющих композитов, их объемная доля, взаимное расположение
и схема армирования, но и термическая стабильность компонентов
композитов во взаимном контакте друг с другом, т. е. механическая
совместимость (согласованность коэффициентов термического расширения)
и физико-химическая совместимость (отсутствие интенсивного
взаимодействия компонентов между собой, вызывающего деградацию структуры и
свойств как армирующей фазы, так и матрицы). Из высокотемпературных
интерметаллидов рассматриваются как перспективные NiAl [14], TiAl [15],
фазы на основе системы Ti—Nb~Al [16], а также силициды Nb и Мо
[15].
Разработка термически
стабильных композитов на основе тугоплавких металлов
В работе [1] развит
физико-химический подход к подбору компонентов для термически стабильных
композитов, предназначенных для длительной высокотемпературной службы.
Результативность этого подхода продемонстрирована на ряде конкретных
примеров.
Эффективность газотурбинных
двигателей (ГТД) возрастает с повышением температуры как рабочего
газа, так и горячих узлов ГТД. Успехи в создании жаропрочных сплавов
на основе железа, никеля, кобальта позволяют повысить рабочие
температуры деталей современных ГТД до 1000...1100 °С. Дальнейшее
повышение температур возможно только за счет новых конструкторских
разработок систем охлаждения двигателя и использования более тугоплавких
материалов. Однако тугоплавкие металлы — ниобий, молибден, вольфрам и
высокопрочные сплавы на их основе имеют высокую плотность и не обладают
необходимой жаростойкостью в окислительных средах, создаваемых
продуктами сгорания топлива, образующими рабочий газ в ГТД. В то же
время известные жаростойкие сплавы систем Ni—Al, Fe—Cr—А1 (рис. 3.10) и
малолегированные хромовые сплавы недостаточно прочны при
температу-
