| 2022 №11 (07) |
DOI of Article 10.37434/as2022.11.08 |
2022 №11 (01) |
Журнал «Автоматичне зварювання», № 11, 2022, с. 52-56
Вплив попередньої активації порошку TiAl на процес механохімічного синтезу інтерметаліду (Fe, Ti)3Al
Ю.С. Борисов1, О.М. Бурлаченко1, Н.В. Вігілянська1, Ц. Сендеровскі2
1ІЕЗ ім. Є.О. Патона НАН України. 03150, м. Київ, вул. Казимира Малевича, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua
2Вармінсько-Мазурський університет. 10719, м. Ольштин, вул. Міхала Очаповського, 2, Польща. E-mail: cezary.senderowski@pw.edu.pl
Досліджено вплив механічної активації порошку TiAl на структурно-фазові перетворення при механохімічному синтезі порошкової суміші складу 60,8Fe + 39,2TiAl, розрахованого на отримання інтерметаліду Fe3Al, легованого титаном. З використанням напівемпіричної моделі Мієдеми проведено розрахунки зміни енергії Гіббса для бінарних систем Ti–Al, Fe–Ti та Fe–Al. Результати показали, що рушійна сила утворення інтерметалідних фаз для всіх бінарних систем вище, порівняно з утворенням твердих розчинів та аморфних фаз. Встановлено діапазон складів, при яких можливе утворення аморфних фаз у бінарних системах Ti–Al та Fe–Al. Проведення механічної активації порошку інтерметаліду TiAl у високоенергетичному планетарному млині дозволило зменшити розмір області когерентного розсіювання з 280 до 9 нм з частковою аморфізацією. Встановлено утворення в процесі механохімічного синтезу порошкової суміші 60,8Fe+39,2TiAl при використанні наноструктурного порошку TiAl частинок з гомогенною мікроструктурою, що складаються з інтерметалідної фази (Fe, Ti)3Al та фази Лавеса – Fe2Ti. Проведено оцінку зміни області когерентного розсіювання порошків суміші 60,8Fe+39,2TiAl, отриманої методом механохімічного синтезу, і встановлено, що взаємодія наноструктурного порошку TiAl з Fe починає відбуватися, коли розмір області когерентного розсіювання Fe стає <70 нм. Отриманий продукт має аморфно-нанокристалічну структуру з розміром області когерентного розсіювання <15 нм. Використання розробленого порошку в технологіях газотермічного напилення дозволить отримувати покриття на основі інтерметаліду Fe3Al з нанокристалічною структурою, підвищеним модулем пружності та пластичністю. Бібліогр. 13, табл. 3, рис. 5.
Ключові слова: механохімічний синтез, механічна активація, алюмінід титану, напівемпірична модель Мієдеми, нанокристалічна структура, аморфна фаза
Надійшла до редакції 25.07.2022
Список літератури
1. Борисов Ю.С., Борисова А.Л., Бурлаченко А.Н. и др. (2017) Структура и свойства легированных порошков на основе интерметаллида Fe3Al для газотермического напыления, полученных методом механохимического синтеза. Автоматическая сварка, 9, 40–47. https://doi.org/10.15407/as2017.09.062. Cinca N., Lima C.R.C., Guilemany J.M. (2013) An overview of intermetallics research and application: Status of thermal spray coatings. Journal of Materials Research and Technology, 2(1), 75–86. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2013.03.013
3. Moszner, F., Peng, J., Suutala, J. et al. (2019) Application of Iron Aluminides in the Combustion Chamber of Large Bore 2-Stroke Marine Engines. Metals, 9(8), 847. https://doi. org/10.3390/met9080847
4. Palm, M., Stein, F., Dehm, G. (2019) Iron Aluminides. Annual Review of Materials Research, 49, 297–326. https://doi. org/10.1146/annurev-matsci‑070218– 125911
5. Alonso, P.R., Gargano, P.H., Bozzano, P.B. et al. (2011) Combined ab initio and experimental study of A2+L21 coherent equilibria in the Fe–Al–X (X = Ti, Nb, V) systems. Intermetallics, 19, 1157–1167. https://doi.org/10.1016/j.intermet. 2011.03.025
6. Rafiei, M., Enayati, M.H., Karimzadeh, F. (2009) Characterization and formation mechanism of nanocrystalline (Fe, Ti)3Al intermetallic compound prepared by mechanical alloying. Journal of Alloys and Compounds, 480(2), 392–396. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2009.02.072
7. Ляхов Н.З., Талако Т.Л., Григорьева Т.Ф. (2008) Влияние механоактивации на процессы фазо- и структурообразования при самораспространяющемся высокотемпературном синтезе. Новосибирск, Параллель.
8. Рогачев А.С., Мукасьян А.С. (2012). Горение для синтеза материалов: введение в структурную макрокинетику. Москва, ФИЗМАТЛИТ.
9. Корчагин М.А., Дудина Д.В. (2007) Использование самораспространяющегося высокотемпературного синтеза и механической активации для получения нанокомпозитов. Физика горения и взрыва, 2, 58–71.
10. Борисова А.Л., Тимофеева И.И., Васильковская М.А. и др. (2015) Фазовые и структурные превращения при формировании порошков интерметаллиддов системы Fe–Al методом механохимического синтеза. Порошковая металлургия, 7–8, 135–143. https://doi.org/10.1007/s11106–015–9740–5
11. Mousavi, M.S., Abbasi, R., Kashani-Bozorg, S.F. (2016) A Thermodynamic Approach to Predict Formation Enthalpies of Ternary Systems Based on Miedema’s Model. Metall Mater Trans A, 47, 3761–3770. https://doi.org/10.1007/s11661–016–3533–4
12. Zhang, R.F., Zhang, S.H., He, Z.J. et al. (2016) Miedema Calculator: A thermodynamic platform for predicting formation enthalpies of alloys within framework of Miedema’s Theory. Computer Physics Communications, 209, 58–69. https://doi. org/10.1016/j.cpc.2016.08.013
13. Li, H., Lu, X., Liu, Y. et al. (2013) Thermodynamic calculation of glass formation for Co–ETM alloys based on Miedema’s model. Physica B: Condensed Matter, 413, 24–30. https://doi.org/10.1016/j.physb.2012.12.035
Реклама в цьому номері:
