Materials Science. Non-Equilibrium Phase Transformations.
Vol. 4 (2018), Issue 4, pg(s) 133-137

Microstructure and mechanical properties of p/m titanium matrix composites reinforced with TiB

  • 1 Institute for Problems of Materials Science, National Academy of Science of Ukraine, Kyiv, Ukraine

Abstract

The results of the estimation for the influence of titanium diboride content in the initial powder mixture on the basic mechanical properties at the tests on tension and compression are presented. It is shown that the porosity of sintered at 1250 0C preforms from TiH2-TiB2 powder mixture increases with increasing of titanium diboride content in the initial charge, which is due to the manifestation of the Frenkel effect at sintering. The values of tensile strength, hardness and elastic modulus, despite some porosity growth of the sintered alloy, increase with the addition of 5 % of TiB2 powder, while increasing the content of the high modulus component in the mixture to 10 % leads to decrease in the level of these characteristics. The plasticity of sintered alloys monotonically decreases with increasing of the boride component content. At compression tests, the yield point and the compressive strength increase monotonically with increase in TiB2 content, despite the increase in porosity of the latter, due to a significantly lower effect of porosity on the value of the resistance to deformation in compression compared with tension. The use of hot forging of sintered powder preforms leads to increase of strength properties and hardness of the composites.

Keywords

References

  1. Titanium´ 2003: Science and Technology: Proc. of 10th World Conf. On Titanium, 13-18 July 2003. - Gamburg, Germany. Vol. 1-5. - 3425 p.
  2. Wang H.W., Qi J.Q., Zou C.M., Zhu D.D., Wei Z.J. High-temperature tensile strengths of in situ synthesized TiC/Tialloy composites // Materials Science and Engineering, A. - 2012. - Vol. 545. - P. 209-213.
  3. Rahoma H.K.S., Wang X.P., Kong F.T., Chen Y.Y. , Han J.C., Derradji M. Effect of (α+β) heat treatment on microstructure and mechanical properties of (TiB+TiC)/Ti-B20 matrix composite // Materials & Design. - 2015. - Vol. 87. - P. 488–494.
  4. Poletti C., Balog M., Schubert T. Production of titanium matrix composites reinforced with SiC particles // Composites Science and Technology. – 2008. – V.68. – P. 2171-2177.
  5. Li S., Kondoh K., Imai H., Chen B., Jia L., Umeda J. Microstructure and mechanical properties of P/M titanium matrix composites reinforced by in-situ synthesized TiC-TiB // Materials Science and Engineering: A. - Vol. 628, 2015. - P. 75–83.
  6. Sumida M., Kondoh K. In-Situ synthesis of Ti-matrix composite reinforced with dispersed Ti5Si3 particles via spark plasma sintering // Materials Transactions. – 2005. – Vol. 46, No.10. – P. 2135-2141.
  7. Li, B. S.; Shang, J. L.; Guo, J. J.; Fu, H. Z. Formation of TiBw reinforcement in in-situ titanium matrix composites // J. Mater. Sci. – 2004. - Vol. 39. - P. 1131-1133.
  8. Ma, Z. Y.; Tiong, S. C.; Gen, L. In-situ Ti-TiB metalmatrix composite prepared by a reactive pressing process // Scr. Mater. – 2000. – Vol. 42. – P. 367-373.
  9. Баглюк Г. А., Івасишин О. М., Стасюк О. О., Саввакін Д. Г. Вплив компонентного складу шихти на структуру та властивості спечених титаноматричних композитів з високомодульними сполуками // Порошковая металлургия. – 2017 . – № 1/2. – С. 59-68.
  10. Gorsse, S.; Chaminade, J. P.; Le Petitcrops, Y. In situ preparation of titanium base composites reinforced by TiB single crystals using a powder metallurgy technique // Composites, Part A. – 1998 – Vol. 29 . – P. 1229-1234.
  11. Ивасишин О. М., Демидик А. Н., Саввакин Д. Г. Использование гидрида титана для синтеза алюминидов титана из порошкових материалов // Порошковая металлургия. – 1999. – № 9/10. – С. 63-70.
  12. Баглюк Г.А., Супрун О.В., Мамонова А.А. Особливості структуроутворення при термічному синтезі багатокомпонентних сполук із порошкових сумішей на основі системи TiH2 -Fe-Si-Mn-C(В4С) // Наукові нотатки. – 2017. – Вип. 58. - C.27-35.
  13. Івасишин О.М., Баглюк Г.А., Стасюк О.О., Саввакін Д.Г. Особливості структуроутворення при спіканні порошкових сумішей системи TiH2 -TiВ2 // Фізика і хімія твердого тіла. – 2017 . – т.18, № 1. – С. 15-20.
  14. Ивасишин О. М., Черепин В. Т., Колесник В. Н., Гуменяк Н. М., Автоматизированный дилатометрический комплекс // Приборы и техника эксперимента. – 2010. – № 3. – С. 147-151.
  15. Fan Z., Guo Z. X., Cantor B. The kinetics and mechanism of interfacial reaction in sigma fibre-reinforced Ti MMCs // Composites Part A: Applied Science and Manufacturing - 1997.- P. 131-140.
  16. Сторожук Н.В., Гусак А.М. Конкуренция эффектов Френкеля и Киркендалла при взаимной диффузии // Металлофизика и новейшие технологии. - 2014. - Т. 36, № 3. - С. 367-374.
  17. Михайлов О.В., Штерн М.Б. Учет разносопротивляемости растяжению и сжатию в теориях пластичности пористых тел // Порошковая металлургия. – 1984. – № 5. – С. 17÷23.
  18. Дорофеев В.Ю. Структура и свойства порошкового материала, формируемого при горячей штамповке с элементами выдавливания // Порошковая металлургия. -1985. - №7. –С.23-27.
  19. Баглюк Г.А. Влияние деформационных параметров на структуру и свойства горячештампованных порошковых материалов // Обработка металлов давлением. – 2011. – № 1(26). – С. 139÷145.
  20. Баглюк Г.А. Повышение эффективности уплотнения пористых заготовок за счет интенсификации сдвиговых деформаций // Реологія, структура, властивості порошкових та композиційних матеріалів. Збірник наук. праць. –Луцьк: РВВ ЛДТУ, 2004. –С.35-48.
  21. Павлов В.А., Носенко М.И. Влияние горячей деформации на формирование структуры и свойств порошковых металлов // Порошковая металлургия. – 1988. - №2. – С.16-20.

Article full text

Download PDF