Сучасна електрометалургія, 2017, №02



2017 №02 (06)

DOI of Article 10.15407/sem2017.02.07

2017 №02 (08)

---

Современная электрометаллургия, 2017, #2, 45-52 pages
 

Построение расчетных термокинетических диаграмм анизотермических превращений титановых сплавов на основе алюминидов

В. А. Костин, Г. М. Григоренко, С. Г. Григоренко

Институт электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины. 03680, г. Киев-150, ул. Казимира Малевича, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua
 
Abstract
Алюминиды и сплавы на их основе являются перспективными высокопрочными, жаро- и окалиностойкими материалами, востребованными в оборудовании и узлах ответственного назначения, в частности судостроении, авиационной и космической технике. Основным методом получения необходимого комплекса механических свойств интерметаллидных сплавов является их термомеханическая обработка, параметры которой могут быть получены на основе построения термокинетических диаграмм анизотермических превращений интерметаллидных сплавов системы Ti–Al. Получение экспериментальных термокинетических диаграмм интерметаллидных сплавов достаточно затруднительно. Цель работы состояла в построении расчетной термокинетической диаграммы анизотермических превращений интерметаллидного титанового сплава на основе алюминида титана. Расчетная методика основана на использовании теории многокомпонентных сплавов и термодинамического моделирования на основе методологии CALPHAD. Для решения задачи прогнозирования температур фазовых превращений в интерметаллидах системы Ti–Al был использован метод регрессионного анализа. Разработана методика, с помощью которой построена термокинетическая диаграмма образования алюминида титана Ti₃Al. Предложены уравнения регрессии для определения температур начала фазовых превращений на диаграмме состояния системы Ti–Al. Определено влияние содержания алюминия в интерметаллиде Ti₃Al на температуру начала образования интерметаллида. Показано, что с увеличением содержания алюминия в интерметаллиде Ti₃Al от 10 до 29 ат. % температура начала превращения β-Ti>Ti₃Al повышается с 520 до 1170 ^оС. Дальнейшее повышение содержания алюминия в интерметаллиде с 29 до 40 ат. % приводит к незначительному снижению начальной температуры превращения до 1140 ^оС. Разработанная методика может быть использована для моделирования термокинетических диаграмм анизотермических превращений в сложных титановых сплавах. Библиогр. 19, табл. 1, ил. 5.
 
Ключевые слова: титановые сплавы; интерметаллиды; алюминиды титана; фазовые превращения; Gleeble 3800; регрессионный анализ
 
Received:                13.04.17
Published:               27.06.17

---

Читати реферат українською

---

References
 

1. Ильин А. А., Копачев Б. А., Поповкин И. С. (2009) Титановые сплавы. Состав, структура, свойства. Справочник. Москва, ВИЛС-МАТИ.
2. Kainuma R., Sato J., Ohnuma I., Ishida K. (2005) Phase stability and interdiffusivity of the L l0-based ordered phases in Al-rich portion of the Ti–Al binary system. Intermetallics, 13, 784–791.
3. Sahu P. (2006) Lattice imperfections in intermetallic Ti–Al alloys: an X-ray diffraction study of the microstructure by the Rietveld method. Ibid., 14, 180–188.
4. Лякишева Н. П. (ред.) (1996–2000) Диаграммы состояния двойных металлических систем. Москва, Машиностроение.
5. Zhang L. C., Palm М., Stein F., Sauthoff G. (2001) Formation of lamellar microstructures in Al-rich TiAl alloys between 900 and 1100 °C. Intermetallics, 9, 229–238.
6. Барабаш О. М., Коваль Ю. Н. (1986) Кристаллическая структура металлов и сплавов. Киев, Наукова думка.
7. Hayashi К., Nakano Т., Umakoshi Y. (2002) Meta-stable region of Al₅Ti₃ single-phase in time-temperature transformation (TTT) diagram of Ti–62,5 at. % A1 single crystal. Intermetallics, 10, 771–781.
8. Банных О. А., Будберг П. Б., Алисова С. П. и др. (1986) Диаграммы состояния двойных и многокомпонентных систем на основе железа. Металлургия.
9. Han X. Q., Fu M. J. (2016) The Superplastic Properties and Microstructures Evolution of High Nb Ti₃Al Based Alloy. Materials Science Forum, 838–839, pp. 568–573.
10. Saunders N., Miodownik A. P. (1998) A Comprehensive Guide. Cahn R. W. (ed.). CALPHAD — Calculation of Phase Diagrams. Pergamon Materials Series vol. 1. Oxford, Elsevier Science.
11. Fan Z., Tsakiropoulos P., Miodownik A. P. (1994) A generalized law of mixtures. Materials Science, vol. 29, 1, 141–150.
12. Fan Z. (1996) A microstructural approach to the effective transport properties of multiphase composites. Philosophical Magazine A, 73(6), 1663–1684.
13. Saunders N., Beech J., Jones H. (eds.) (1997) Solidification Processing. Sheffield, University of Sheffield.
14. Boutwell B. A., Thompson R. G., Saunders N. et al. (1996) Superalloys 718, 625, 706 and Various Derivatives. Loria E. A. (ed.). TMS, Warrendale, PA.
15. Akhonin S. V., Belous V. Yu., Muzhychenko A. F. (2009) Narrow-gap TIG welding of titanium alloys with electromagnetic redistribution of thermal energy of the arc. of the Fourth Int. conf. on Laser technologies in welding and materials, Katsiveli, Crimea, Ukraine, May 26–29, 2009, pp. 11–13.
16. Ахонин С. В., Белоус В. Ю., Мужиченко А. Ф., Селин Р. В. (2013) Математическое моделирование структурных превращений в ЗТВ титанового сплава ВТ23 при сварке TIG. Автоматическая сварка, 3, 26–29.
17. Saunders N., Li. X., Miodownik A. P., Schille J.-Ph. (2003) Modelling of Casting, Welding and Advanced Solidification Processes. Stefanescu D., Warren J. A., Jolly M. R., Krane M. J. M. (eds.), vol. X, TMS, Warrendale, PA.
18. Saunders N., Li. X., Miodownik A. P., Schille J.-Ph. (2003) Proceedings of the Conference Liquid Metal Processing 2003, Nancy, France, September 21–24.
19. Григоренко Г. М., Костин В. А. (2013) Построение диаграмм АРА на основе регрессионной модели структурных превращений в сварных швах высокопрочных низколегированных сталей. Современная электрометаллургия, 1, 33–39.