Следует отметить, что получение
совершенного композита, содержащего как вязкую структурную
составляющую в матрице, так и равномерно расположенные по сечению
непрерывные волокна диаметром < 1 мкм тугоплавкого высокопрочного
карбида [2...6 % (об.)], требует прецизионной работы оборудования для
направленной кристаллизации низких скоростей процесса (К ст = 8
мм/ч), что делает его экономически нерентабельным, но позволяет
получить уникальные характеристики длительной прочности и
сопротивления ползучести. Так, демонстрирующие минимальный интервал
кристаллизации и максимальную температуру плавления эвтектики типа
N1TAC-13, N1TAC-16, СОТАС, ВКЛС20-Р имеют низкую межфазную энергию
ТЧЬСДт+У), ТаС/(у+у). Их 100- и 500-ч прочность превосходит таковую для
известных рений-содержащих наиболее жаропрочных никелевых сплавов типа
ЖС-32 и CMSX-4.
Создание естественных композитов
с тугоплавкими карбидами позволяет повысить рабочие температуры
Ni-суперсплавов до 1100...1150 °С.
Примером естественных композитов
с иитерметаллидной матрицей, армированной при направленной кристаллизации
пластинами или волокнами упрочняющих фаз, являются NiAl—Me (Mo, Сг,
W, Fe—Ni и др.) или NiAl-NiAlMe (NiAlTa, NiAlNb и др.).
Регулируя объемную долю и
расстояние между волокнами (пластинами) мягкой или жесткой
упрочняющей фазы, можно менять характеристики низкотемпературной
пластичности или вязкости разрушения и длительной прочности, сопротивления
ползучести. Так, уменьшение расстояния между пластинами вязкой у-фазы
(Fe—Ni) в случае направленной кристаллизации композита NiAl/y с
12...15 до 2,2 мкм при одинаковом напряжении ~30 МПа при 825 °С
приводит к понижению скорости ползучести композита приблизительно на
три порядка. Волокно или пластины О ЦК-тугоплавких металлов (твердых
растворов на основе хрома, молибдена сечением 0,2...1,0 мкм) обеспечивают
высокую жаропрочность при удовлетворительной низкотемпературной
вязкости разрушения, а включения фазы Лавеса NiAlMe со структурой
типа С14 сечением < 0,5 мкм увеличивают прочность при высоких
температурах.
Ряд композитов этого типа
сочетает высокое сопротивление ползучести (о= 100...280 МПа при е= 10"6 см"1
при 1025 °С) с высокой треши-ностойкостью при 20 °С (К1с=
10...30 МПа • м1/2 (рис. 3.11).
Общий недостаток всех
естественных композитов, сформировавшихся in-situ при направленной
кристаллизации или PC, заключается в том, что и волокно (пластины), и
матрица являются предельно насыщенны-
