ҰШҚЫН ПЛАЗМАЛЫҚ ПІСІРУДІҢ TI-AL-NB НЕГІЗІНДЕГІ ИНТЕРМЕТАЛЛИДТЕРДІҢ МИКРОҚҰРЫЛЫМЫНА ӘСЕРІН ЗЕРТТЕУ
104 112
Кілт сөздер:
интерметаллид, микроқұрылым, ұшқын плазмалық пісіру, физика-механикалық қасиеттері.Аңдатпа
Бұл мақалада интерметаллидті материалдар алу мәселесі бойынша отандық және шетелдік зерттеулердің аналитикалық шолуының нәтижелері келтірілген. Әр түрлі типтегі интерметаллидті ұнтақ қоспаларының қысқаша сипаттамасы, құрылымы және олардың физика-механикалық қасиеттері, интерметаллидтерді алу әдістері туралы жалпы мәліметтер ұсынылған. Сонымен қатар, соңғы кезде кеңінен қолданысқа енген ұшқын плазмасының пісіру әдісіне кеңінен сараптама жасалынған. Ұшқын плазмалық пісіру әдісі арқылы алынған материалдардің элементтік және фазалық құрамы, олардың дисперсті прекурсорлардың алынған тереңдігі бойынша өзгеруі зерттелді. Сондай-ақ, ұшқын плазмалық пісіру әдісі және өздігінен таралатын жоғары температуралы синтез әдісі арқылы алынған дайындамалар қарастырылған. Диффузиялық жұп әдісі және бағытталған кристалдану әдісі талқыланды. Ұшқын плазмалық пісіру технологиясын қолдана отырып, алынған интерметаллиттер қалыптастыру мәселелеріне ерекше назар аударылды, ұшқын плазмалық өңдеудің болашағы туралы тұжырым жасалды. Титан негізіндегі үштік жүйесінің фазалық тепе-теңдігінің сипаттамасы, тиісті қорытпалардың фазалық құрамы және олардың құрылымы қарастырылды.
Әдебиеттер тізімі
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ
Ковтунов А.И., Мямин С.В. Интерметаллидные сплавы // – ФГБОУ ВО, – 2018. – 432 с.
Колачев Б.А. Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов / Б.А. Колачев, В.И. Елагин, В.А. Ливанов / М.: – МИСИС издательский дом, 2008. – 326 с.
Антипов В.В. Перспективы развития алюминиевых, магниевых и титановых сплавов для изделий авиационно-космической техники // Авиационные материалы и технологии / М.: – МИСИС издательский дом 2017. С. 186–184.
Григорьева Т.Ф., Баринова А.П., Ляхов Н.З. Интерметаллиды – новый класс лёгких жаропрочных и жаростойких материалов. / М.: – МИСИС издательский дом – 2015. С. 414–416.
Соколовская Е.М., Гузеи Л.С. Металлохимия. Издательство МГУ / М.: – МИСИС издательский дом – 2000. С. 2–3.
Вол А.Е. Строение и свойства двойных металлических систем / М.: – МИСИС издательский дом – 2009. С. 907–913.
Баррет Ч.С., Масальски Т.Б. Структура металлов. Т.2. Металлургия / – 2019. – 211с.
Умански Я.С., Скаков Ю.А. Физика металлов // М.: – МИСИС издательский дом – 2011. – 412 с.
Итин В., Найбороденко. Ю.С. Высокотемпературный синтез интерметаллических соединений. М.: Физматлит – 2011. – 227 с.
Браун А., Вестбрук Дж. Методы получения интерметаллидов. Интерметаллические соединения // М.: Физматлит – 2014. С. 5–6.
Мержанов А.Г. Способ синтеза тугоплавких неорганических соединений. Авт. свид. № 255221 / А.Г. Мержанов, В.М. Шкиро, И.П. Боровинская // М.: Физматлит – 1967. – 112 с.
Мержанов А.Г. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез / А.Г. Мержанов, И.П. Боровинская /М.: Физматлит – 1972. С. 366–369.
Рогачев А.С., Мукасьян А.С. Горение для синтеза материалов: введение в структурную макрокинетику. – М.: Физматлит. – 2012. – 400 с.
Merzhanov A. G. Self-propagating high-temperature synthesis: Twenty years of search and findings // Combustion and plasma synthesis of high-temperature materials. – New York: VCH Publishers. – 1990. Р. 1–53.
Raghavan, V. Al-Nb-Ti (Aluminum – Niobium – Titanium) / V. Raghavan // Journal of Phase Equilibria and Diffusion. – 2005. Р. 360–368.
Ильин А.А., Колачев Б.А., Полькин И.С. Титановые сплавы. Состав, структура, свойства / М.: ВИЛС – МАТИ, 2009. – 520 c.
Ажажа В.М., Тихонов М.А., Шепелев А.Г. и др. // Вопросы атомн. науки и техники. Серия: Вакуум, чистые материалы, сверхпроводники. – М.: Физматлит 2006. Nо 1. С. 145–152.
Huang A., Hu D., Xinhua WuLoretto, M.H. The Influence of Interrupted Cooling on the Massive Transformation in Ti46Al8Nb // Intermetallics. – 2007. – 144 р.
Колачев Б.А. Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов: учеб. для вузов / А.Б. Колачёв, В.И. Елагин, В.А. Ливанов. – Москва, – 2005. – 432 с.
Effect of interface behavior between particles on properties of pure Al powder compacts by spark plasma sintering [Text] / G. Xie, O. Ohashi, T. Yoshioka, M. Song, K.Mitsuishi, H. Yasuda, K. Furuya, T. Noda // Materials Transactions. – 2001. – 42 р.
Toshio, M. Effects of unidirectional solidification conditions on the microstructure and tensile properties of 〖Ni〗_3Al / M. Toshio, H. Toshiyuki // Intermetallics. – 1995. Р. 23–33.
Баринов В.Ю., Рогачев А.С., Вадченко С.Г., Московских Д.О., Колобов Ю.Р. Искровое плазменное спекание. М.: Физматлит – 2018. – 224 с.
Колачёв Б.А. Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов: учеб. для вузов / А.Б. Колачёв, В.И. Елагин, В.А. Ливанов. – Москва МИСиС, 2005. – 432 с.
Groza J.R. Nanostructures bulk solids by field activated sintering / J.R. Groza, A. Zavaliangos // Reviews on advanced materials science. M. Tokita – 2003. 24–32 р.
Tokita M. Trends in Advanced SPS (Spark Plasma Sintering) Systems and Technology / M. Tokita // Journal of the Society of Powder Technology. –1993. Р. 790–804.
Славянов Н.Г. Труды и изобретения / Н.Г. Славянов. – Пермь: Кн. изд-во, 1988. – 296 с.
Fridman S.R., Risovany V.D. Zakharov A.V., Toropova V.G. Radiation stability of WWER-1000 CPS AR absorber element with boron carbide // VANT.S: Physics of radiation damages and radiation science of materials. 2001. Р. 84–90.
Consolidation/synthesis of materials by electric current activated/assisted sintering [Text] / R. Orru, R. Licheri, A.M. Locci, A. Cincotti, G. Cao // Materials Science and Engineering: M. Tokita – 2009. Р. 127–287.
Munir Z.A. Synthesis and densification of nanomaterials by mechanical and field activation / Z.A. Munir // Journal of Materials Synthesis and Processing. M. Tokita – 2000. Р. 189–196.
Lee J.W. Dense nanocrystalline TiB2-TiC composites formed by field activation from high-energy ball milled reactants / J.W. Lee, Z.A. Munir, M. Ohyanagi // Materials Science and Engineering: M. Tokita – 2002. Р. 221–227.
Omori M. Sintering, consolidation, reaction and crystal growth by the spark plasma system (SPS) / M. Omori // Materials Science and Engineering: M. Tokita – 2000. Р. 183–188.
Microstructures and mechanical properties of TiAl alloys consolidated by spark plasma sintering / A. Couret, G. Molénat, J. Galy, M. Thomas // Intermetallics. M. Tokita – 2008. P. 1134–1141.
Effect of surface oxide films on the properties of pulse electric-current sintered metal powders / G. Xie, O. Ohashi, N. Yamaguchi, A. Wang Metallurgical and Materials Transactions A. – 2003. P. 2655–2661.
Tokita M. Trends in Advanced SPS (Spark Plasma Sintering) Systems and Technology / M. Tokita // Journal of the Society of Powder Technology. M. Tokita – 1993. Р. 790–804
Synthesis of bulk FeAl nanostructured materials by HVOF spray forming and Spark Plasma Sintering / T. Grosdidier, G. Ji, F.Bernard, E. Gaffet, Z.A. Munir, S. Launois // Intermetallics. M. Tokita – 2006. – Vol. 14. – P. 1208–1213.
Spark Plasma Sintering of nanoscale (Ni+Al) powder mixture [Text] / J.S. Kim, H.S. Choi, D. Dudina, J.K. Lee, Y.S. Kwon // Solid State Phenomena. M. Tokita – 2007. Р. 35–38.
Mamedov V. Spark plasma sintering as advanced PM Sintering method [Text] / V. Mamedov // Powder Metallurgy. – 2002. Р. 322–328.
Болдин М.С. Физические основы технологии электромпульсного плазменного спекания / М.С. Болдин. – учеб.-метод. пособие Нижегород. гос. ун-т. – Нижний Новгород, 2012. – 59 с.
Анненков Юрий Михайлович, Акарачкин Сергей Анатольевич и Ивашутенко Александр Сергеевич // Физическая модель искрового плазменного спекания керамики. –2012. С. 1–2.
Еремеева Ж.В., Мякишева Л.В., Панов В.С. Искровое плазменное спекание и горячее прессование заготовок из карбида бора, полученного различными методами. М. // «МИСиС» – 2018.
Шевцова Л.И. Структура и механические свойства интерметаллида ni3 al, полученного по технологии искрового плазменного спекания механически активированной порошковой смеси «Ni–Al» // M. Tokita – 2014. – 12 с.
Шевцова Л.И., Иванчик И.С., Волков Д.С., Немолочнов Д.А. // – Минск: Беларуская навука – 2019. С. 21–27.
Huang Y.D. Effect of thermomechanical processes on room-temperature mechanical properties of Fe3Al-based alloys / Y.D. Huang, W.Y. Yang, Z.Q. Sun. Journal of Materials Science Letters. – 1998. Р. 1781 – 1784.
Батаев И.А., Мали В.И., Анисимов А.Г. Влияние температуры нагрева на структуру и механические свойства материала, полученного искровым плазменным спеканием порошка ПН85Ю15. / – Минск: Беларуская навука – 2013. 36 с.
Колпаков М.Е., Дресвянников А.Ф., Доронин В.Н. Результаты исследования объемных образцов системы Al-Fe-Co, полученных sps-методом. / – Минск: Беларуская навука – 2013. – 321 с.
Shuleshova T.G., Woodcock H.-G., et al. Metastable Phase Formation in Ti-Al-Nb Undercooled Melts // Acta Materialia. – 2007. Р. 681–689
Колпаков М.Е., Дресвянников А.Ф., Доронин В.Н. Искровое плазменное спекание прекурсора на основе элементных Fe, Co, Al / – Минск: Беларуская навука – 2011. C. 1-2.
Колпаков М.Е. Образование металлических осадков на суспензионном алюминиевом электроде в водных растворах железа (III) и кобальта (II) // М.Е. Колпаков, А.Ф. Дресвянников Вестник Казан. технол. ун-та. – 2011. С. 173–178
Каракозов Б.К., Курбанбеков Ш.Р., Ситников А.А., Бакланов В.В, Скаков М.К. Исследование структурно-фазового состояния сплава Ti23.5ат.%Al-21ат.%Nb, полученного методом искроплазменного спекания / – Минск: Беларуская навука, – 2017. С. 462–469.
REFERENCES
Kovtunov A.I., Myamin S.V. Intermetallidnye splavy [Intermetallic alloys] // – FGBOU VO, – 2018. – 432 s. [in Russian]
Kolachev, B.A. Metallovedenie i termicheskaya obrabotka cvetnyh metallov i splavov [Metallology and heat treatment of non-ferrous metals and alloys] / B.A. Kolachev, V.I. Elagin, V.A. Livanov / – MISIS izdatelski dom, – 2008. – 326 s. [in Russian]
Antipov V.V. Perspektivy razvitiya alyuminievyh, magnievyh i titanovyh splavov dlya izdelij aviacionno-kosmicheskoj tekhniki [Prospects for the development of aluminum, magnesium and titanium alloys for aerospace products] // Aviacionnye materialy i tekhnologii / 2017. S. 186–184. [in Russian]
Grigoreva T.F., Barinova A.P., Lyahov N.Z. // Intermetallidy – novyj klass lyogkih zharoprochnyh i zharostojkih materialov [Intermetallides are a new class of lightweight heat–resistant and heat-resistant materials] – 2015. S. 414–416. [in Russian]
Sokolovskaya E.M., Guzei L.S. Metallohimiya [Metal chemistry] / Izdatelstvo MGU –2000. S. 2–3. [in Russian]
Vol A.E. Stroenie i svojstva dvojnyh metallicheskih sistem [Structure and properties of double metal systems] / – 2009. S. 907–913. [in Russian]
Barret CH.S., Masalski T.B. Struktura metallov. T.2. Metallurgiya [Structure of metals. Vol.2. Metallurgy] – 2019. – 211 s. [in Russian]
Umanski YA.S., Skakov YU.A. Fizika metallov [Physics of metals] // – 2011. – 412 s. [in Russian]
Itin V., Najborodenko YU.S. Vysokotemperaturnyjsintez intermetallicheskih soedinenij [High-temperature synthesis of intermetallic compounds] // – 2011. – 227 s. [in Russian]
Braun A., Vestbruk Dzh. Metody polucheniya intermetallidov. Intermetallicheskie soedineniya [Methods of obtaining intermetallides. Intermetallic compounds] // – 2014. S. 5–6. [in Russian]
Merzhanov A.G. Sposob sinteza tugoplavkih neorganicheskih soedinenij [Method of synthesis of refractory inorganic compounds]. Avt. svid. № 255221 / A.G. Merzhanov, V.M. Shkiro, I.P. Borovinskaya // – 1967. – 112 s. [in Russian]
Merzhanov A.G. Samorasprostranyayushchijsya vysokotemperaturnyj sintez [Self-propagating high-temperature synthesis] / A.G. Merzhanov, I.P. Borovinskaya / – 1972. S. 366–369. [in Russian]
Rogachev A.S., Mukasyan A.S. Gorenie dlya sinteza materialov: vvedenie v strukturnuyu makrokinetiku [Gorenje for the synthesis of materials: an Introduction to Structural Macrokinetics]. – M.: Fizmatlit. – 2012. – 400 s. [in Russian]
Merzhanov A. G. Self-propagating high-temperature synthesis: Twenty years of search and findings // Combustion and plasma synthesis of high-temperature materials. – New York: VCH Publishers. – 1990. P. 1–53.
Raghavan, V. Al-Nb-Ti (Aluminum – Niobium – Titanium) / V. Raghavan // Journal of Phase Equilibria and Diffusion. – 2005. P. 360–368.
Ilin A.A., Kolachev B.A., Polkin I.S. Titanovye splavy. Sostav, struktura, svojstva [Titanium alloys. Composition, structure, properties] / M.: VILS – MATI, 2009. – 520 s. [in Russian]
Azhazha V.M., Tihonov M.A., Shepelev A.G. i dr. // Voprosy atomn. nauki i tekhniki [Nuclear issues. science and technology]. Seriya: Vakuum, chistye materialy, sverhprovodniki. – 2006. No.1. S. 145–152. [in Russian]
Huang A., Hu D., Xinhua WuLoretto, M.H. The Influence of Interrupted Cooling on the Massive Transformation in Ti46Al8Nb // Intermetallics. – 2007. – 144 p.
Kolachyov, B. A. Metallovedenie i termicheskaya obrabotka cvetnyh metallov i splavov [Metallology and heat treatment of non-ferrous metals and alloys]: ucheb. dlya vuzov / A. B. Kolachyov, V. I. Elagin, V. A. Livanov. – Moskva, – 2005. – 432 s. [in Russian]
Effect of interface behavior between particles on properties of pure Al powder compacts by spark plasma sintering [Text] / G. Xie, O. Ohashi, T. Yoshioka, M. Song, K.Mitsuishi, H. Yasuda, K. Furuya, T. Noda // Materials Transactions. – 2001. – 42 p. [in Russian]
Toshio M. Effects of unidirectional solidification conditions on the microstructure and tensile properties of 〖Ni〗_3Al / M. Toshio, H. Toshiyuki // Intermetallics. – 1995. P. 23–33
Barinov V.YU., Rogachev A.S., Vadchenko S.G., Moskovskih D.O., Kolobov YU.R. Iskrovoe plazmennoe spekanie [Spark plasma sintering] – 2018. – 224 s. [in Russian]
Kolachyov B.A. Metallovedenie i termicheskaya obrabotka cvetnyh metallov i splavov [Metallology and heat treatment of non-ferrous metals and alloys]: ucheb. dlya vuzov / A.B. Kolachyov, V. I. Elagin, V. A. Livanov. – Moskva MISiS, – 2005. – 432 s. [in Russian]
Groza J.R, Nanostructures bulk solids by field activated sintering / J.R. Groza, A. Zavaliangos // Reviews on advanced materials science. – 2003. P. 24–32.
Tokita M. Trends in Advanced SPS (Spark Plasma Sintering) Systems and Technology / M. Tokita // Journal of the Society of Powder Technology. – 1993. P. 790–804.
Slavyanov N.G. Trudy i izobreteniya [Works and inventions] / N.G. Slavyanov. – Perm: Kn. izd-vo, 1988. – 296 s. [in Russian]
Fridman S.R., Risovany V.D. Zakharov A.V., Toropova V.G. Radiation stability of WWER-1000 CPS AR absorber element with boron carbide // VANT. S: Physics of radiation damages and radiation science of materials. 2001. P. 84–90.
Consolidation/synthesis of materials by electric current activated/assisted sintering [Text] / R. Orru, R. Licheri, A. M. Locci, A. Cincotti, G. Cao // Materials Science and Engineering: – 2009. P. 127–287.
Munir Z.A. Synthesis and densification of nanomaterials by mechanical and field activation / Z.A. Munir // Journal of Materials Synthesis and Processing. – 2000. P. 189–196.
Lee J.W. Dense nanocrystalline TiB2-TiC composites formed by field activation from high-energy ball milled reactants / J.W. Lee, Z.A. Munir, M. Ohyanagi // Materials Science and Engineering: – 2002. P. 221–227.
Omori M. Sintering, consolidation, reaction and crystal growth by the spark plasma system (SPS) / M. Omori // Materials Science and Engineering: – 2000. P. 183–188.
Microstructures and mechanical properties of TiAl alloys consolidated by spark plasma sintering / A. Couret, G. Molénat, J. Galy, M. Thomas // Intermetallics. – 2008. P. 1134–1141.
Effect of surface oxide films on the properties of pulse electric-current sintered metal powders / G. Xie, O. Ohashi, N. Yamaguchi, A. Wang // Metallurgical and Materials Transactions A. – 2003. 2655–2661 p.
Tokita, M. Trends in Advanced SPS (Spark Plasma Sintering) Systems and Technology / M. Tokita // Journal of the Society of Powder Technology. – 1993. P. 790–804
Synthesis of bulk FeAl nanostructured materials by HVOF spray forming and Spark Plasma Sintering / T. Grosdidier, G. Ji, F.Bernard, E. Gaffet, Z.A. Munir, S. Launois // Intermetallics. – 2006. – Vol.14. – P. 1208–1213.
Spark Plasma Sintering of nanoscale (Ni+Al) powder mixture [Text] / J.S. Kim, H.S. Choi, D. Dudina, J.K. Lee, Y.S. Kwon // Solid State Phenomena. – 2007. P. 35–38.
Mamedov V. Spark plasma sintering as advanced PM Sintering method [Text] / V. Mamedov // Powder Metallurgy. – 2002. P. 322–328.
Boldin M.S. Fizicheskie osnovy tekhnologii elektrompulsnogo plazmennogo spekaniya [Physical fundamentals of electro-pulse plasma sintering technology] / M.S. Boldin. – ucheb.-metod. posobie Nizhegorod. gos. un-t. – Nizhnij Novgorod, 2012. – 59 s. [in Russian]
Annenkov Yurij Mihajlovich, Akarachkin Sergej Anatolevich i Ivashutenko Aleksandr Sergeevich // Fizicheskaya model iskrovogo plazmennogo spekaniya keramiki [Physical model of spark plasma sintering of ceramics]. – 2012. S. 1–2. [in Russian]
Eremeeva ZH.V., Myakisheva L.V., Panov V.S. // Skrovoe plazmennoe spekanie i goryachee pressovanie zagotovok iz karbida bora, poluchennogo razlichnymi metodami [Spark plasma sintering and hot pressing of boron carbide blanks obtained by various methods] – М. // «МISiS» – 2018. [in Russian]
Shevcova L.I. Struktura i mekhanicheskie svojstva intermetallida ni3 al, poluchennogo po tekhnologii iskrovogo plazmennogo spekaniya mekhanicheski aktivirovannoj poroshkovoj smesi «Ni–Al» // – 2014. – 12 s. [in Russian]
SHevcova L.I., Ivanchik I.S., Volkov D.S., Nemolochnov D.A. // – 2019. S. 21–27 [in Russian]
Huang Y.D. Effect of thermomechanical processes on room-temperature mechanical properties of Fe3Al-based alloys / Y.D. Huang, W.Y. Yang, Z.Q. Sun // Journal of Materials Science Letters. – 1998. P. 1781–1784.
Bataev I.A., Mali V.I., Anisimov A.G. Vliyanie temperatury nagreva na strukturu i mekhanicheskie svojstva materiala, poluchennogo iskrovym plazmennym spekaniem poroshka PN85YU15 [Influence of the heating temperature on the structure and mechanical properties of the material obtained by spark plasma sintering of PN85Y15 powder] // – Мinsk: Belaruskaya navuka – 2013. – 36 s. [in Russian]
Kolpakov M. E., Dresvyannikov A.F., Doronin V.N. // Rezultaty issledovaniya obemnyh obrazcov sistemy Al-Fe-Co, poluchennyh sps-metodom [Results of the study of volumetric samples of the Al-Fe-Co system obtained by the sps method]. – 2013. – 321 s. [in Russian]
Shuleshova T.G., Woodcock H.-G., et al. Metastable Phase Formation in Ti-Al-Nb Undercooled Melts // Acta Materialia. – 2007. P. 681–689.
Kolpakov M.E., Dresvyannikov A.F., Doronin V.N. Iskrovoe plazmennoe spekanie prekursora na osnove elementnyh Fe, Co, Al [Spark plasma sintering of a precursor based on elemental Fe, Co, Al] – 2011. S. 1–2 [in Russian]
Kolpakov M.E. Obrazovanie metallicheskih osadkov na suspenzionnom alyuminievom elektrode v vodnyh rastvorah zheleza (III) i kobalta (II) [Formation of metallic precipitates on a suspension aluminum electrode in aqueous solutions of iron (III) and cobalt (II)] / M.E. Kolpakov, A.F. Dresvyannikov // Vestnik Kazan. tekhnol. un-ta. – 2011. S. 173–178 [in Russian]
Karakozov B.K., Kurbanbekov SH. R., Sitnikov A., Baklanov V.V, Skakov // M.K. Issledovanie strukturno-fazovogo sostoyaniya splava Ti23.5at.%Al-21at.%Nb, poluchennogo metodom iskroplazmennogo spekaniya [Investigation of the structural-phase state of the Ti23.5at.%Al-21at alloy.%Nb obtained by microplasma sintering] / – Minsk: Belaruskaya navuka, – 2017. S. 462–469 [in Russian]
