OBTAINING INTERMETALLIC COMPOUNDS IN Al–Ti–Zn SYSTEM
- 1 — ITMO University
- 2 — Peter the Great Saint-Petersburg Polytechnic University
- 3 — Saint-Petersburg State University of Industrial Technologies and Design
Abstract
Binary intermetallic compounds – titanium aluminides (TiAl, Ti 3 Al) – when added to the alloys, significantly increase their strength and special properties. The most promising direction to produce intermetallic compounds are mechanochemical technologies, including mechanical alloy building. Mechanical alloying makes it possible to introduce much smaller particles into the metal matrix than can be achieved using standard powder metallurgy technologies. In addition to mechanical synthesis, aluminum-based intermetallic compounds were produced by self-propagating high-temperature synthesis (SHS) of solid chemical compounds. The synthesis was carried out according to a multistage scheme: preparation of titanium and aluminum powder, mixing; synthesis of the Al 3 Ti intermetallic compound by the SHS method in vacuum followed by mechanical activation of stoichiometric charges. The aim of the research was to study the dynamics of the development of nanodispersed phases in the process of synthesis during mechanical alloying. The power absorbed by the unit mass of the material for different processing times of the charge was calculated. When the level of the specific power (dose) of mechanical treatment was 3.5 kJ/g, the maximum content of intermetallic compound in the resulting material was achieved. Based on calculations and the data obtained during X-ray phase analysis, the dependence of the change in the content of ternary intermetallic compounds in the final product on the absorbed power was determined. As a result of the studies using raster electron microscopy and X-ray analysis, it was found that mechanical alloying of nanostructured intermetallic compounds Ti 4 ZnAl 11 and Ti 25 Zn 9 Al 66 with the size of nanodisperse phases less than 12 nm in the Al–Ti–Zn system, the weight ratio of proportion of the latter reaches 74 %.
References
- Евстигнеев В.В. Два механизма структурообразования в гетерогенной порошковой смеси Ti–Al при синтезе в режиме теплового взрыва / В.В.Евстигнеев, В.Ю.Филимонов, С.Н.Василенко // Ползуновский вестник. 2004. № 1. C. 239-243.
- Ермилов А.Г. Предварительная механоактивация / А.Г.Ермилов, Е.В.Богатырева. М.: Изд. дом МИСиС, 2012. 135 с.
- Закономерности возникновения и изменения наноразмерных упрочняющих фаз в механолегированных порошках системы Al–Mg–Mn–Ti / М.В.Троцкий, С.Ю.Петрович, В.Д.Андреева, В.А.Липин // Сборник докладов МНПК в рамках недели науки СПбПУ. Ч. 1. СПб: Изд-во Политехнического университета, 2014. С. 137-141.
- Контроль энергии измельчения и механоактивации планетарной мельницы АГО-3 / М.П.Бороненко, В.В.Лавриков, А.Е.Серегин, П.А.Юрукин, Р.Ф.Юхимук // Вестник Юргинского государственного университета. 2016. № 2 (41). С. 7-16.
- Металлические порошки алюминия, магния, титана и кремния. Потребительские свойства и области применения / В.Г.Гопиенко, С.Ю.Петрович, В.П.Черепанов, И.Б.Грищенко, В.А.Баранов / Под ред. А.И.Рудской. СПб: Изд-во Политехнического университета, 2012. 356 с.
- Структура, фазовый состав и свойства перспективных Al-сплавов с Ti, Zr после их высокоскоростного деформирования в твердом и жидком состояниях / Е.А.Козлов, И.Г.Бродова, Д.В.Башлыков, Т.Н.Яблонских, Е.В.Абакшин // Физика металлов и металловедение. 1999. Т. 87. № 3. С. 34-45.
- Сурков В.А. Анализ методов получения интерметаллидов p, d-металлов // Вестник Казанского технологического университета. 2014. Т. 17. № 10. С. 27-33.
- Третьяков К.В. Фазовые и структурные превращения в алюминидах переходных металлов Fe, Co и Ni при механохимическом синтезе и механоактивации: Автореф. дис. ... канд. хим. наук / Московский государственный университет. М., 2006. 139 с.
- Хмелевская В.Б. Получение и применение наноматериалов и наноструктурирования для повышения работы механизмов / В.Б.Хмелевская, Е.С.Мосейко, М.Б.Мяконьков. СПб: Изд-во Политехнического университета, 2012. 140 с.
- Bozic D. Nanocomposites with unique properties and applications in medicine and industry / D.Bozic, B.Dimcic. Rijeka: InTech, 2011. 360 p.
- Intermetallics Synthesis in the Fe–Al System via Layer by Layer 3D Laser Cladding / I.Shishkovsky, F.Missemer, N.Kakovkina, I.Smurov // Cristals. 2013. № 3. P. 517-529.
- Gnanapoongothai Т. First-principle study on lithium intercalated antimonides Ag3Sb and Mg3Sb2 / Т.Gnanapoongothai, R.Murugan, B.Palanivel // Ionics. 2014. Vol. 21. № 5. P. 1351-1361.
- Nanocomposite Formation in the Fe2O3-M (M = Al, Ti, Zn, Cu) / C.H.Lee, S.H.Lee, S.Y.Chun, S.J.Lee, Y.S.Kwon // Systems by Mechanical Alloying: Materials Science Forum. 2004. Vol. 449-452. P. 253-256.
- The influence of alloying additions on interaction of aluminum alloys with aqueous media / A.Yu.Baimakov, S.Yu.Petrovich, V.A.Lipin, A.L.Shahmin, R.A.Seytenov // Light Metals. The Minerals, Metals and Materials Society. 2015. P. 387-391.
- Zolotorevsky V.S. Casting Aluminium Alloys / V.S.Zolotorevsky, N.A.Belov, M.V.Glazoff. Amsterdam: Elsevier, 2007. 530 p.