ДОСЛІДЖЕННЯ ЗАКОНОМІРНОСТЕЙ КОНСОЛІДАЦІЇ ТА ФАЗОУТВОРЕННЯ В ПРОЦЕСІ СПІКАННЯ МАТЕРІАЛУ НА ОСНОВІ γ-TiAl ПРИ ЗАСТОСУВАННІ TiH₂ ЯК ПРЕКУРСОРУ

Анотація

Для отримання сплавів на основі інтерметаліду TiAl із суміші порошків Al та TiH₂ застосовано порошкову гідридну технологію. Досліджено закономірності консолідації та фазоутворення за різних температурно-кінетичних умов спікання. Для отримання TiAl необхідної щільності використано два методи диспергування вихідної суміші: високоенергетичний розмел при змішуванні компонентів, який забезпечує отримання високодисперсних частинок TiН₂ і Al, та застосування в якості прекурсору порошків сполуки Al₃Ti, які завдяки підвищеній крихкості легко диспергуються. Встановлено, що при використанні першого методу процеси фазоутворення прискорюються завдяки дисперсності порошків та позитивному впливу водню. При всіх температурах спікання (900–1200 °С) інтерметалід TiAl з домішкою Ti₃Al утворюється після витримки 2–3 год. Ущільнення матеріалу практично не відбувається через значну різницю в швидкості дифузії в системі Ti–Al, що в процесі спікання призводить до розрихлення зразків за механізмом Кіркендала–Френкеля. У другому методі дисперсний порошок Al₃Ti, як вихідний компонент, покращує умови консолідації завдяки тому, що процес синтезу сполуки Al₃Ti винесений в окрему технологічну операцію. У цьому випадку за оптимальних режимів спікання зразки мають відносно малу пористість (~10%) та малий розмір зерна (10–20 мкм). Механічні випробування продемонстрували чутливість міцності та пластичності матеріалу до зміни пористості та розміру зерна. У найкращих структурних станах порошковий матеріал, отриманий за другим методом, демонструє максимальну міцність на вигин σ _B ~ 550 МПа та найвищі значення границі міцності σ _B = 1700–1600 МПа і пластичності δ ~ 20% при стисненні.