Микроструктура и механические свойства интерметаллидного γ-TiAl сплава, легированного диспрозием

Т.И. Назарова1, К.С. Назаров1, С.Н. Сергеев1, В.М. Имаев1, Р.М. Имаев1
1Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем сверхпластичности металлов Российской академии наук, ул. Степана Халтурина 39, г. Уфа, Россия, 450001
Аннотация
В данной работе изучено влияние легирования редкоземельным элементом диспрозием в сочетании с термической обработкой на микроструктуру и механические свойства на сжатие интерметаллидного β-затвердевающего γ-TiAl сплава. На изображении представлена микроструктура сплава Ti-45Al-6(Nb,Mo)-0,2B-1Dy, в которой наблюдаются прослойки DyAl2-фазы и оксидные частицы Dy2O3.В работе изучали влияние легирования диспрозием на микроструктуру и механические свойства на сжатие интерметаллидного β-затвердевающего γ-TiAl сплава. Для этого были выплавлены слитки сплавов Ti-45Al-6(Nb,Mo)-0,2B-xDy (ат.%) с различным содержанием диспрозия (x = 0, 0,1 и 1 ат.%). Слитки сплавов подвергали гомогенизационному отжигу с последующим охлаждением в печи. Данное состояние было принято за исходное литое состояние. Выполненные исследования показали, что микроструктура сплавов Ti-45Al-6(Nb,Mo)-0,2B и Ti-45Al-6(Nb,Mo)-0,2B-0,1Dy в исходном состоянии преимущественно пластинчатая. Введение в сплав 1 ат.% диспрозия приводит к изменению морфологии микроструктуры от преимущественно пластинчатой к пластинчато-глобулярной. Появление глобулярных γ и α2‑зерен в сплаве с 1 ат.% диспрозия сопровождается заметным уменьшением размера γ / α2 колоний. Было показано, что введение 1 ат.% диспрозия в сплав Ti-45Al-6(Nb,Mo)-0,2B приводит к изменению фазового состава материала: кроме основных γ, α2 и β(В2)-фаз в сплаве была обнаружена фаза DyAl2. Кроме того, в микроструктуре сплавов, содержащих диспрозий, также были обнаружены оксидные частицы Dy2O3. Для всех исследованных сплавов была выполнена термическая обработка, включавшая в себя трехстадийный отжиг. В результате во всех сплавах была получена преимущественно пластинчатая микроструктура. Установлено, что сплавы, легированные диспрозием, в термически обработанном состоянии демонстрируют при комнатной температуре повышенные прочностные и пластические свойства на сжатие по сравнению со сплавом, не содержащим диспрозий. При Т = 800°С механические свойства на сжатие трех сплавов оказались близки.
Получена: 07 июля 2017   Исправлена: 16 августа 2017   Принята: 16 августа 2017
Просмотры: 44   Загрузки: 14
Ссылки
1.
W. Smarsly, H. Baur, G. Glitz, H. Clemens, T. Khan, M. Thomas. Structural Intermetallics, edit. by Hemker K. J., Dimiduk D. M., Clemens H. et al. TMS, Warrendale, PA. 25 (2001).
2.
D. M. Dimiduk. Materials Science and Engineering A. 263, 281 (1999).
3.
E. N. Kablov. Aviation materials and technologies 6, (2012), p. 7 – 17 (in Russian) [Е. Н. Каблов Авиационные материалы и технологии. 6, 7 (2012)].
4.
E. Schwaighofer, H. Clemens, S. Mayer, J. Lindemann, J. Klose, W. Smarsly, V Güther. Intermetallics. 44, 128 (2014).
5.
R. Imayev, V. Imayev, M. Oehring, F. Appel. Intermetallics, 15, 451 (2007).
6.
H. Clemens, W. Wallgram, S. Kremmer, V. Güther, A. Otto, A. Bartels. Advanced Engineering Materials. 10, 707 (2008).
7.
V. M. Imayev, R. M. Imayev, T. I. Oleneva. Letters on Materials. 1 (1), 25 (2011) (in Russian) [В. М. Имаев, Р. М. Имаев, Т. И. Оленева. Письма о материалах. 1 (1), 25 (2011)].
8.
V. M. Imayev, R. M. Imayev, T. I. Oleneva, T. G. Khismatullin. Physics of Metals and Metallography 106, 660 (2008) (in Russian) [В. М. Имаев, Р. М. Имаев, Т. И. Оленева, Т. Г. Хисматуллин. Физика металлов и металловедение. 106, 660 (2008)].
9.
A. G. Illarionov, A. A. Popov, S. M. Illarionova Metal Science and Heat Treatment. 12, 17 (2015) (in Russian) [А. Г. Илларионов, А. А. Попов, С. М. Илларионова Металловедение и термическая обработка металлов. 12, 17 (2015)].
10.
M. Hadi, A. Shafyei, M. Meratian. Materials Science and Engineering A. 624, 1 (2015).
11.
Y. Wu, S. K. Hwang, S. W. Nam, N. J. Kim. Scripta Materialia. 48, 1655 (2003).
12.
Y. Wu, K. Hagihara, Y. Umakoshi. Intermetallics. 12, 519 (2004).
13.
Y. Chen, F. Kong, J. Han, Z. Chen, J. Tian. Intermetallics. 13, 263 (2005).
14.
M. Bulanova, I. Fartushna, K. Meleshevich, A. Samelyuk. Journal of Alloys and Compounds. 598, 61 (2014).
15.
S. M. L. Sastry, P. J. Meschter, J. E. O’neal. Metallurgical and Materials Transactions A. 15, 1451 (1984).
16.
S. M. L. Sastry, T. C. Peng, L. P. Beckerman. Metallurgical and Materials Transactions A. 15, 1465 (1984).
17.
A. I. Khoreev. Vestnik Mashinostroeniya. 11, 54 (2011) (in Russian) [А. И. Хореев. Вестник машиностроения. 11, 54 (2011)].
18.
M. Oehring, A. Stark, J. D. H. Paul, T. Lippmann, F. Pyczak. Intermetallics. 32, 12 (2013).
19.
U. Hecht, V. Witusiewicz, A. Drevermann, J. Zollinger. Intermetallics. 16, 969 (2008).
20.
H. Zhou, W. Liu, S. Yuan, J. Yan. Journal of alloys and compounds. 336, 218 (2002).