Исследование процессов релаксации напряжений при высокотемпературном деформировании в жаропрочных композиционных материалах типа тугоплавкая твердорастворная матрица - упрочняющая фаза на основе тугоплавких карбидов.

В рамках работы по проекту были проведены исследования структуры, особенностей фазового и химического состава, а также комплекса механических свойств перспективных жаропрочных материалов на основе эвтектических сплавов системы Nb-Mo-C. Изученные сплавы содержали от 15 до 30 ат.% углерода, имели различное соотношение молибдена и ниобия, а также, в ряде случаев, были легированы рением. Был экспериментально опробован широкий спектр технологий получения материалов, включая электронно-лучевой переплав в охлаждаемой изложнице, бестигельную электронно-лучевую зонную плавку, высокотемпературное вакуумное спекание порошковых заготовок, а также различные комбинации указанных технологий. В качестве методов исследования структурно-фазового состояния сплавов были использованы оптическая и сканирующая электронная микроскопия, рентгеновская дифрактометрия, рентгеноспектральный микроанализ. Механические свойства исследуемых материалов оценивали путем испытаний на изгиб при комнатной и высокой (1500 °C) температуре, индентирования по Виккерсу при различных нагрузках (от 25 гс до 50 кгс), определения длительной прочности на изгиб при 1500 °С. Было установлено, что все исследованные материалы являются двухфазными эвтектическими сплавами, количество карбидной фазы в которых определяется, в первую очередь, общим содержанием углерода, а тип карбидной фазы определяется соотношением концентраций металлических компонентов. Среди исследованных сплавов наибольшее сопротивление высокотемпературной ползучести проявляют сплавы с эквиатомным содержанием молибдена и ниобия, максимальные значения 100-часовой прочности для них составляли 200-300 МПа при 1500 °С. При этом кратковременная прочность при высокой температуре для этих сплавов превышала их прочность при комнатной температуре в ~3 раза и составляла 800-1000 МПа при 1500 °С. Полученные данные говорят о высоком уровне жаропрочности этих сплавов. Также было показано, что легирование рением даже в малых количествах (~5 ат. %) способно резко повысить стойкость исследованных сплавов к образованию трещин при комнатной температуре.