1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Неорганические материалы
  4. T. 58, № 9, 2022

Неорганические материалы, 2022, T. 58, № 9, стр. 1039-1044

Особенности структуры и фазообразования сплава на основе Ti–Al–Si, полученного методом СВС-компактирования

П. А. Лазарев 1, *, М. Л. Бусурина 1, А. Н. Грядунов 1, А. Е. Сычев 1, О. Д. Боярченко 1, А. В. Карпов 1

1 Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А.Г. Мержанова Российской академии наук
142432 Московская обл., Черноголовка, ул. Академика Осипьяна, 8, Россия

* E-mail: lazarev@ism.ac.ru

Поступила в редакцию 23.03.2022
После доработки 09.06.2022
Принята к публикации 15.06.2022

Аннотация

Впервые методом компактирования в режиме самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС) получен легкий интерметаллидный сплав на основе фазы Ti20Al3Si9 с пористостью менее 3%. Микроструктура синтезированного продукта исследована методами сканирующей электронной микроскопии и времяпролетной масс-спектроскопии. Содержание основной фазы Ti20Al3Si9 составило 87 мас. %, фазы Ti3Al – 13 мас. %. Предложен механизм фазообразования в тройной интерметаллидной системе Ti–Al–Si в процессе СВС. Повышенные значения микротвердости (9905 ± 450 МПа) обусловлены формированием фазы Ti20Al3Si9 с высоким содержанием Si (около 28.13 ат. %).

Ключевые слова: интерметаллиды, самораспространяющийся высокотемпературный синтез, микроструктура, система Al–Ti–Si, рентгенофазовый анализ, сплав

Список литературы

  1. Leyens C., Peters M. Titanium and Titanium Alloys: Fundamentals and Applications / Eds. Leyens C., Peters M. Weinheim: WILEY, 2003.

  2. Kothari K., Radhakrishnan R., Wereley N.M. Advances in Gamma Titanium Aluminides and their Manufacturing Techniques // Prog. Aerospace Sci. 2012. V. 55. P. 1–16. https://doi.org/10.1016/j.paerosci.2012.04.001

  3. Mondolfo L.F. Aluminium Alloys: Structure and Properties, London: Butterworths, 1976. P. 385–387.

  4. Koch C.C. Intermetallic Matrix Composites Prepared by Mechanical Alloying – a Review // Mater. Sci. Eng., A. 1998. V. 244. P. 39–48.

  5. Knaislova A., Novak P., Cabibbo M., Prusa F., Paoletti C., Jaworska L., Vojtech D. Combination of Reaction Synthesis and Spark Plasma Sintering in production of Ti–Al–Si alloys // J. Alloys Compd. 2018. V. 752. № 5. P. 317–326. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2018.04.187

  6. Lee J.-H., Park H.-K., Kim J.-H., Jang J.-H., Hong S.-K., Oh I.-H. Constitutive Behavior and Microstructural Evolution in Ti–Al–Si Ternary Alloys Processed by Mechanical Milling and Spark Plasma Sintering // J. Mater. Res. Technol. 2020. V. 9. № 2. P. 2247–2258. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2019.12.056

  7. Wang Y.J., Chen T.J., Zhang S.Q., Qin Y.H., Zhang X.Z. Effects of Partial Remelting on Microstructure of Al–Si–Ti Bulk Alloy Prepared by Cold Pressing Mixed Powders // Mater. Trans. 2016. V. 57. № 7. P. 1124–1133. https://doi.org/10.2320/matertrans.M2016070

  8. Gao T., Li P., Li Y., Liu X. Influence of Si and Ti Contents on the Microstructure, Microhardness and Performance of TiAlSi intermetallics in Al-Si-Ti alloys // J. Alloys Compd. 2011. V. 509. P. 803–817.

  9. Lee J.-H., Park H.-K., Jang J.-H., Hong S.-K., Oh I.-H. Amorphization/Crystallization Behaviors of Ti50Al45Si5 Multi-Component Powder Treated by Mechanical Alloying and Subsequent Heat Treatment // J. Alloys Compd. 2019. V. 797. P. 612–621. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2019.05.047

  10. Лазарев П.А., Сычев А.Е., Боярченко О.Д., Аборкин А.В. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез в системе Ti–Al–Si: горение и свойства // Неорган. материалы. 2021. Т. 57. № 11. С. 1272–1278. https://doi.org/10.31857/S0002337X21110087

  11. Питюлин А.Н. Силовое компактирование в СВС-процессах // Самораспространяющийся высокотемпературный синтез: теория и практика / Под ред. Сычева А.Е. Черноголовка: Территория, 2001. С. 333–353.

  12. Щербаков В.А., Грядунов А.Н., Алымов М.И. Синтез и характеристики композитов B4C–ZrB2 // Письма о материалах. 2017. Т. 7. № 4. С. 398–401. https://doi.org/10.22226/2410-3535-2017-4-398-401

  13. Курзина И.А., Калашников М.П., Попова Н.А., Савкин К.П. Особенности формирования α2–Ti3Al в ионно-легированных слоях α–титана // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. 2012. Т. 9. № 4. С. 495–502. http://vital. lib.tsu.ru/vital/access/manager/Repository/vtls:000463186

  14. Курзина И.А., Козлов Э.В., Попова Н.А., Калашников М.П., Никоненко Е.Л., Савкин К.П., Окс Е.М., Шаркеев Ю.П. Модификация структурно-фазового состояния мелкозернистого титана в условиях ионного облучения // Изв. РАН. Сер. физ. 2012. Т. 76. № 11. С. 1384–1392.

  15. Knaislová A., Novák P., Kopeček J. and Průša F. Properties Comparison of Ti-Al-Si Alloys Produced by Various Metallurgy Methods // Materials. 2019. V. 12. № 19. P. 3084. https://doi.org/10.3390/ma12193084

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Неорганические материалы

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал