Исследование термостабильности механически легированного Ti-45Nb порошка

Ж.Г. Ковалевская, Ю.П. Шаркеев, М.А. Химич, И.А. Глухов показать трудоустройства и электронную почту
Получена: 04 сентября 2018; Исправлена: 22 октября 2018; Принята: 22 октября 2018
Эта работа написана на английском языке
Цитирование: Ж.Г. Ковалевская, Ю.П. Шаркеев, М.А. Химич, И.А. Глухов. Исследование термостабильности механически легированного Ti-45Nb порошка. Письма о материалах. 2018. Т.8. №4. С.443-447
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2018-4-443-447

Аннотация

Mechanical alloying of titanium and niobium powders occurs under conditions of severe plastic deformation and leads to the formation of the alloy with nanosized structure. Upper limit of produced structure thermal stability is limited to 500°C.Исследована термостабильность механически легированного порошка сплава Ti-45Nb, полученного механическим сплавлением чистых компонентов в высокоэнергетической шаровой мельнице АГО-2С. Для оценки структурно-фазовых превращений использовался метод растровой электронной микроскопии, просвечивающей электронной микроскопии и рентгеноструктурного анализа. Механическое сплавление порошков титана и ниобия проходит в условиях интенсивной пластической деформации и приводит к гомогенизации исходных компонентов. Образуется сплав со структурой, состоящей из смеси наноразмерных зерен β-TiNb (твердый раствор на основе ОЦК решетки ниобия), метастабильной α-фазы (пересыщенный твердый раствор на основе ГПУ решетки титана) и α''-фазы (метастабильный мартенсит с орторомбической решеткой). Метастабильные фазы, большое количество границ раздела, микроискажения кристаллической решетки основных фаз указывают на наличие в материале запасенной внутренней энергии. По данным дифференциального сканирующего калориметрического анализа определено, что структурно-фазовые превращения происходят при нагреве порошка в двух температурных интервалах – около 500°C и 700°C. Для данных температурных интервалов характерны экзотермические пики на кривой нагрева. В процессе отжига при 500°C в механически легированном порошке исчезает метастабильная α''-фаза, а α-фаза становиться равновесной. Одновременно в структуре сплава начинается процесс образования зародышей рекристаллизации. Отжиг при 700°C не меняет фазовый состав сплава. Экзотермический эффект, характерный для данной температуры нагрева связан со структурными превращениями в сплаве – рекристаллизацией пластически деформированного материала. На основе полученных результатов сделано заключение, что верхний предел термостабильности механически легированного Ti-45Nb порошка не превышает 500°C

Ссылки (19)

1. C. N. Elias, M. A. Meyers, R. Z. Valiev, S. N. Monteiro. J. Mater. Res. Technol. 2(4), 340 (2013). Crossref
2. S. Faghihi, A. P. Zhilyaev, J. A. Szpunar, F. Azari, H. Vali, M. Tabrizian. Adv. Mater. 19, 1069 (2007). Crossref
3. L. Saldana, A. Mendez-Vilas, L. Jiang, M. Multigner, J. L. Gonzalez-Carrasco, M. T. Perez-Prado, M. L. Gonzalez-Martin, L. Munuera, N. Vilaboa. Biomater. 28(30), 4343 (2007). Crossref
4. J. M. Cordeiro, T. Beline, A. L. R. Ribeiro, E. C. Rangel, N. C. da Cruz, R. Landers, L. P. Faverani, L. G. Vaz, L. M. G. Fais, F. B. Vicente, C. R. Grandini, M. T. Mathew, C. Sukotjo, V. A. R. Barão. Dent. Mater. 33, 1244 (2017). Crossref
5. Zh. G. Kovalevskaya, M. A. Khimich, A. V. Belyakov, I. A. Shulepov. Adv. Mater. Res. 1040, 39 (2014). Crossref
6. C. Suryanarayana. Progress in Mater. Sci. 46, 1 (2001).
7. T. Ozaki, H. Matsumoto, S. Watanabe, S. Hanada. Mater. Trans. 45(8), 2776 (2004).
8. Yu. P. Sharkeev, A. Yu. Eroshenko, Zh. G. Kovalevskaya, A. A Saprykin, E. A. Ibragimov, I. A. Glukhov, M. A. Khimich, P. V. Uvarkin, E. V. Babakova. Russian Phys. J. 59(3), 430 (2016). Crossref
9. K. Zhuravleva, S. Scudino, M. S. Khoshkhoo, A. Gebert, M. Calin, L. Schultz, J. Eckert. Adv. Eng. Mater. 15(4), 262 (2013). Crossref
10. Zh. G. Kovalevskaya, Y. P. Sharkeev, M. A. Khimich, M. A. Korchagin, V. A. Bataev. Nanosi. and Technol.: an Int. J. 8(3), 203 (2017). Crossref
11. Y. A. Giffoni, E. C. T. Ramos, H. R. Z. Sandim, M. T. T. Pacheco, G. Silva, A. S. Ramos. Mater. Sci. Forum 591 - 593, 141 (2008). Crossref
12. K. Zhuravleva, M. Bönisch, S. Scudino, M. Calin, L. Schults, J. Eckert, A. Gebert. Powder Technol. 253, 166 (2014). Crossref
13. L. I. Mirkin. Handbook of X-ray diffraction analysis of polycrystals. Fizmathlit, Moscow (1966) 862 p. (in Russian) [Л. И. Миркин. Справочник по рентгеноструктурному анализу поликристаллов. Физматлитб Москва (1966) 862 с.].
14. T. F. Grigor’eva, A. P. Barinova, N. Z. Lyakhov. Mechanochemical synthesis in metal systems. Parallel, Novosibirsk (2008) 309 p. (in Russian) [Т. Ф. Григорьева, Ф. П. Баринова, Н. З. Ляхов. Механохимический синтез в металлических системах. Параллель, Новосибирск (2008) 309 с.].
15. M. Bönisch, M. Calin, L. Giebeler, A. Helth, A. Gebert, W. Skrotzki, J. Eckert. J. Appl. Cryst. 47, 1374 (2014). Crossref
16. V. D. Cojocaru, D. Raducanu, T. Gloriant, I. Cinca. JOM. 64(5), 573 (2012). Crossref
17. B. Predel. Nb-Ti (Niobium-Titanium). Vol. 5H in Phase Equilibria, Crystallographic and Thermodynamic Data of Binary Alloys’. Heidelberg, Berlin, Springer, Landolt-Börnstein p. 1 - 3. Crossref
18. M. Bönisch, A. Panigrahi, M. Calin, T. Waitz, M. Zehetbauer, W. Skrotzki, J. Eckert. J. of Alloys and Compounds 697, 300 (2017). Crossref
19. M. Bönisch, M. Calin, T. Waitz, A. Panigrahi, M. Zehetbauer, A. Gebert, W. Skrotzki, J. Eckert. Sci. Technol. Adv. Mater. 14, 055004 (2013). Crossref

Другие статьи на эту тему