Фазовый состав и тонкая структура интерметаллида Ni3 Al, полученного методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза под давлением

• Автор: Федорищева, Марина Владимировна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 197 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
ГЛАВА 1. Фазообразование и структура фаз в сплаве №3А1 в условиях само-
распространяющегося высокотемпературного синтеза (обзор)
1.1 .Диаграмма состояния № - А
1.2. Способы получения интерметаллида №3А1 и сплавов на их основе
1.3. Особенности самораспространяющегося высокотемпературного синтеза .
1.4. Сведения о кристаллической и доменной структуре интерметаллида №3А
1.5. Влияние добавок бора на фазовый состав и- тонкую структуру интерметаллида №3А
1.6. Постановка задачи исследования
ГЛАВА 2. Материалы и методика исследования
2.1. Материалы и методы их получения, параметры СВС процесса
2.2. Методы исследования
ГЛАВА 3. Интегральные характеристики синтезированного под давлением интерметаллида №3А
3.1. Качественный рентгеновский фазовый анализ синтезированного интерметаллида на основе №3А
3.2. Параметр решетки и плотность синтезированного интерметаллида 1%А1 без бора и легированного бором
3.3. Тонкая структура интерметаллида М3А1 и влияние на нее бора
ГЛАВА 4. Проблема концентрационной неоднородности синтезированного интерметаллида №3А
4.1. Концентрационные неоднородности в структуре интерметаллида Мі3А1

4.2. Локальное распределение концентраций в бинарном и легированном бором интерметаллиде Ni3Al
4.3. Тепловой процесс реакции и состояние материала в процессе синтеза
ГЛАВА 5. Фазовый состав и зеренная структура синтезированного под давлением нелегированного и легированного бором интерметаллида Ni3Al
5.1. Зеренная структура СВС интерметаллида Ni3Al
5.2. Микроструктура и фазовый состав синтезированного под давлением интерметаллида Ni3Al стехиометрического состава
5.3. Доменная структура синтезированного интерметаллида Ni3Al
5.4. Классификация границ зерен по внутренней структуре
5.5. Зеренная структура синтезированного под давлением интерметаллида Ni3Al, легированного бором
5.6. Структура и фазовый состав синтезированного под давлением легированного бором интерметаллида Ni3Al
5.7. Распределение бора в синтезированном под давлением интерметаллиде
Ni3Al
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

Введение
Интерес к интерметаллическим соединениям никеля с алюминием и, в особенности, к интерметаллиду №3А1 как к конструкционному материалу определяется аномальной температурной зависимостью их механических свойств.
Интерметаллиды и их сплавы для практического применения получают методами литья и порошковой металлургии. Такие сплавы являются перспективными матрицами металлических композиционных материалов (КМ) для изделий, работающих в условиях высокоскоростного трения, абразивного износа, агрессивных сред и повышенных температур - режущего инструмента, штампов и пресс-форм, лопаток газотурбинных и паротурбинных установок, сопел реактивных двигателей, деталей оборудования ядерных и химических производств и т.п. Поскольку наибольшее распространение и развитие получил метод литья, поэтому основное количество исследований структуры и механических свойств интерметаллидов и их сплавов проведены на литых материалах.
В последнее время достаточно широкую известность в качестве новой технологии получения интерметаллических соединений и их сплавов приобрел метод самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС) [1,2]. СВС был открыт А.Г. Мержановым в 1967 году. Метод обладает такими преимуществами как отсутствие газовыделения, достижение высоких температур разогрева, возможность управления процессом, незначительность внешних энергетических затрат, высокие качества конечного продукта, надежность технологического оборудования, а также, возможность использования внутренних энергетических ресурсов термореагирующих порошковых систем.
Совмещение процессов СВС интерметаллида с механическим сжатием пористого продукта реакции позволяет получать высокоплотные интерметаллические сплавы конструкционного назначения [3]. Уже первые исследования в этом направлении показали, что синтезированный под давлением интерметал-лид №3А1 заметно превосходит по прочности и пластичности литой интерме-таллид [4,5]. Легирование интерметаллида различными элементами при синте-

интерметаллидов. Тем не менее, в закаленном №3А1 наблюдается аномальная микроструктура. Например, в сплаве №-22,0 ат.% А! наблюдается область мелких доменов, окруженная областями крупных доменов. Смесь мелких и крупных доменов также наблюдается в закаленных интерметаллических сплавах, содержащих 0,5 ат.% бора [9]. По данным Дж. Хортона и М. Миллера [70], полученных на стехиометрическом №3А1, крупные домены более обогащены алюминием. Р. В. Кан с соавторами [28], на основе данных микрорентгеноспек-трального анализа пришли к выводу, что крупные домены обогащены алюминием. Мелкие домены образуются только при условиях кристаллизации сплавов из разупорядоченного состояния.
Антифазные границы либо замкнуты, либо выходят на поверхность кристалла. Внутри кристалла они могут оканчиваться лишь на дислокациях. По этой причине антифазные домены после встречи продолжают расти, поглощая друг друга и таким образом уменьшая общую площадь антифазных границ в кристалле [69].
Важной характеристикой исследуемого материала является энергия АФГ. Под энергией АФГ подразумевают разность энергии кристалла, содержащего АФГ, и энергии такого же кристалла без АФГ. Было отмечено, что энергия АФГ может быть изменена при введении легирующих добавок. Например, при введении титана в №3А1 значение энергии АФГ увеличивается до 240 мДж/м2 [71]. В таблице 1.2 собраны данные по значениям АФГ из различных источников [69,71,72].
Табл. 1.2. Энергия антифазных границ в интерметаллиде №3А1, мДж/м2 [69,71,72].
Уш Тою Yiii/Yoio Источник
300-350 - - Taunt и Ralph(1974)
- - 1.2 Horton и Liu (1985)
111±15 83 1.7 Douin и Veyssiere Beauchamp (1986)
119119 10418 1.63 Dimiduk(1991)