| 2019 №03 (07) |
DOI of Article 10.15407/sem2019.03.08 |
2019 №03 (01) |
Современная электрометаллургия, 2019, #3, 55-61 pages
Journal Современная электрометаллургия
Publisher International Association «Welding»
ISSN 2415-8445 (print)
Issue № 3, 2019 (September)
Pages 55-61
Однородность микроструктуры сплава Ti–TiB, полученного в условиях электронно-лучевого переплава
П.И. Лобода1, Д.А. Ремизов1, С.Г. Григоренко2, В.А. Березос2, А.Ю. Северин2
1НТУУ «КПИ им. Игоря Сикорского». 03056, г. Киев, просп. Победы, 37. E-mail: decan@iff.kpi.ua
2ИЭС им. Е.О. Патона НАН Украины. 03150, г. Киев, ул. Казимира Малевича, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua
Исследовано формирование микроструктуры композита Ti–TiB, образующегося при изготовлении слитков диаметром 110 мм в условиях электронно-лучевой плавки. Изготовлен армированный металлокерамический композит на основе титана с применением измельченной губки титана марки ТГ-90 размером –30...+10 мм и диборида титана со средним размером частиц 5 мкм. Изучены микроструктура, фазовый состав и некоторые свойства направлено закристаллизованного сплава титан–диборид титана. Показано, что как в продольном, так и в поперечном сечениях микроструктура сплава представлена светло-серого цвета сплошной матричной фазой и более темной фазой в виде вытянутых зерен или волокон. Установлено, что в процессе плавки происходит взаимодействие диборида титана с титаном с образованием моноборида титана. Микроструктура сплава в плоскости поперечного и продольного сечений представляет собой матрицу из титана с включениями диборидной фазы. Протяженность диборидной фазы в продольном направлении в 50…100 раз превышает протяженность фазы боридов в поперечном сечении слитка, что свидетельствует о формировании вытянутых в направлении движения фронта кристаллизации включений боридной фазы. Микроструктура центральной части слитка характеризуется значительно большими по размерам включениями боридной фазы как в продольном, так и поперечном сечениях, что может быть обусловлено подогревом с поверхности расплава и уменьшением скорости кристаллизации. Показано, что при направленной кристаллизации эвтектического сплава титан–бориды титана формируется композит, который представляет собой матрицу из технически чистого титана и вытянутых в направлении движения фронта кристаллизации стержневых включений из боридов титана. Библиогр. 10, табл. 1, рис. 10.
Ключевые слова: слиток; электронно-лучевая плавка; титан; сплав; структура; диборид; металлокерамический композит; сплавы титана; армированный титан
Received: 30.07.19
Published: 03.10.19
Список литературы
1. Morsi K., Patel V.V. (2007) Processing and properties of titanium–titanium boride (TiB) matrix composites — a review. J. Mater. Sci., 42, 2037–2047.2. Attar H., Bönisch M., Calin M., Zhang L.-Ch. (2014) Selective laser melting of in situ titanium–titanium boride composites: Processing, microstructure and mechanical properties. Acta Materiala, 76, 13–22.
3. Gaisina E.R., Gaisin R.A., Imayev V.M., Imayev R.M. (2012) Microstructure and mechanical characteristics of VT10 based composite material reinforced by titanium monoboride. The Physics of Metals and Metallography, 114(7), 623–629.
4. Ozerov M., Stepanov N., Kolesnikov A. et al. (2017) Brittle-to-ductile transition in a Ti–TiB metal-matrix composite. Materials Letters, 187, 28–31.
5. Gaisin R.A., Imayev V.M., Imayev R.M., Gaisina É.R. (2015) Microstructure and mechanical properties of Ti–TiB based short-fiber composite materials manufactured by casting and subjected to deformation processing. Russian Physics Journal, 58(6), 848–853.
6. Біба Є.Г. (2016) Формування структури та механічних властивостей конструкційних титанових сплавів під час активного спікання порошків гідриду титану: автореф. дис. … докт. наук з держ. упр. Київ. НАДУ.
7. Вишняков Л.Р., Грудина Т.В., Кадыров В.Х. и др. (1985) Композиционные материалы. Справочник. Киев, Наукова думка.
8. Эллиот Р. (1987) Управление эвтектическим затвердиванием. Москва, Металлургия.
9. Патон Б.Е., Тригуб Н.П., Ахонин С.В., Жук Г.В. (2006) Электронно-лучевая плавка титана. Киев, Наукова думка.
10. Лобода П.І. (2012) Спрямовано закристалізовані бориди. Київ, ТОВ «Праймдрук».