Page 11 - Zmist-n2-2015

повітрі проти 350 MPa у водні. Такі результати, очевидно, зумовлені
окрихчувальною дією кисню, тоді як водень у сталях з малим вмістом вуглецю і
великим хрому слабо впливає на їх механічні характеристики [18].
Деформування у досліджуваних середовищах не призводить до руйнування
сплаву Crofer JDA, що свідчить про його високу пластичність (повзучість).
Для варіанта № 1 матеріалу на основі МАХ-фази значення s bend, отримане у
повітрі, зменшується з 260 MPa при 20°С до 195 MPa при 600°С (рис. 4а, криві 1 і
2 відповідно). У водні при 600°С воно знижується до 170 MPa (крива 3), що по-
в’язано з високою (22%) поруватістю цього матеріалу. Сплав варіанта № 2 з по-
руватістю 1% має вищу міцність і менш чутливий до впливу температури і сере-
довища (рис. 4а, криві 4–6). При 20°С у повітрі значення s bend становить 535 MPa,
а з підвищенням температури до 600°С незначно знижується і становить 490 і
500 MPa у повітрі і водні відповідно. Інша закономірність виявлена для варіанта
№ 3: при 20°С у повітрі s bend = 480 MPa (рис. 4b, крива 7), що нижче порівняно з
міцністю сплаву без ніобію (рис. 4a, крива 4). Проте в цьому матеріалі з підви-
щенням температури до 600°С міцність зростає як у повітрі, так і водні (рис. 4b,
криві 8 і 9 відповідно). Очевидно, в таких матеріалах, як і в традиційних титано-
вих сплавах, ніобій позитивно впливає на жароміцність в області температур іс-
нування a-фази титану [19].

Рис. 4. Діаграми міцності під згином матеріалів на основі фази Ti 3 AlC 2 : варіанти № 1
(криві 1–3), 2 (криві 4–6) і 3 (криві 7–9) при 20°С у повітрі (криві 1, 4, 7),
а також при 600°С у повітрі (криві 2, 5, 8) і водні (криві 3, 6, 9).

Fig. 4. Stress-strain diagrams under bending loading of materials based on Ti 3 AlC 2 phase:
variant № 1 (curves 1–3), 2 (curves 4–6) and 3 (curves 7–9) at 20°C in air (curves 1, 4, 7),
at 600°С in air (curves 2, 5, 8) and in hydrogen (curves 3, 6, 9).
Аналіз мікрофрактограм виявив, що матеріали на основі фази Ti 3AlC 2 руйну-
ються переважно за крихким відкольним механізмом (рис. 5). Зокрема, матеріал
варіанта № 1 – вздовж ланцюгів пор за міжзеренним механізмом (рис. 5a), а варі-
антів № 2 і 3 – в основному, за мішаним через- і міжзеренним (рис. 5b, c), що і зу-
мовлює їх вищу міцність. Підвищення температури до 600°С у повітрі і водні
сприяє активації додаткових площин ковзання у матеріалі варіанта № 2: фасетки
відколу при 20°С гладкі (рис. 5d), а при високій температурі мають рельєфну бу-
дову (рис. 5e). При цьому їх розмір при 600°С збільшується, що зумовлює полег-
шене руйнування матеріалу і зниження його міцності. У матеріалі варіанта № 3,
навпаки, з підвищенням температури розміри елементів зламу зменшуються

10