Сибирский федеральный университет

Перевод названия: Development of Composite Materials (Ni-AL, Ti-AL) Using Cluster Models

Тип публикации: статья из журнала

Год издания: 2019

Идентификатор DOI: 10.14258/izvasu(2019)1-03

Ключевые слова: суперсплав Ni3Al, нанокомпозиты Ti-Al, структурные и фазовые превращения, кластерные модели

Аннотация: Работа посвящена получению образцов композиционных материалов систем Ni-Al и Ti-Al с помощью механохимических процессов. Многослойный порошковый композит Ni-Al был получен методом сварки давлением 13МПА многослойного пакета пластин. Из итогов фазового анализа видно, что метод сварки давлением позволяет получать фазу Ni3Al, имеющую уникальные физические свойства. Композит Ti-Al был получен методом сварки взрывом. Образец подвергли термической обработке, после отжига были обнаружены фазы Ti2Al и Ti3Al с ОЦК решетками. Это означает, что данный материал сможет работать в широком диапазоне температур. Композит TiAl2 обладает повышенными свойствами при низких температурах, композит TiAl3 - при более высоких температурах. Процессы фазовых переходов идут по принципу максимума производства энтропии, в результате энтропия полученных структур может быть отрицательной. Это возможно благодаря переключению химических связей в процессе механохимических реакций. В работе предложены кластерные модели зон спекания порошков. Разработанные модели хорошо описали последовательность реакций в зоне механического спекания. По итогам работы определенны условия разработки технологии получения порошковых и многослойных композитов для создания суперсплава Ni3Al, а также получения прочных и пластичных многослойных композитов Ti-Al. This work is devoted to obtaining samples of composite materials of Ni-Al, Al-Ti systems using mechanochemical processes. The Ni-Al multilayer powder composite is obtained by the 13MPA pressure welding method of a multilayer plate pack. The results of phase analysis demonstrate that the pressure welding method allows to obtain the Ni3Al phase having unique physical properties. The Ti-Al composite is an excellent structural material obtained by explosion welding. Titanium has an HCP lattice that is stable up to a temperature of 882°С; it passes into a stable BCC lattice at a higher temperature. The sample has been subjected to heat treatment - two-stage annealing. The Ti2Al and Ti3Al phases with BCC lattices are detected after the annealing so that this material can work in a wide range of temperatures. TiAl2 - has good properties at low temperatures, TiAl3 - has good properties at high temperatures. All processes of phase transitions follow the principle of maximum entropy production. As a result, the entropy of the obtained structures may be negative. This is possible due to the switching of chemical bonds in the process of mechanochemical reactions. The product volume of the mechanochemical reaction is always less than the initial volume. In this paper, we propose cluster models of powder sintering areas. Cluster models describe well the sequence of reactions in the area of mechanical sintering of powders. According to the obtained results, the conditions for developing a technology for producing powder and multilayer composites to create a Ni3Al superalloy, as well as to obtain strong and ductile multilayer Ti-Al composites, are defined.

Журнал: Известия Алтайского государственного университета

Выпуск журнала: № 1

Номера страниц: 28-33

ISSN журнала: 15619443

Место издания: Барнаул

Издатель: федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Алтайский государственный университет

• Казначеева Анастасия Михайловна (Восточно-Казахстанский государственный университет им. С. Аманжолова)
• Шелепова Светлана Юрьевна (Восточно-Казахстанский государственный университет им. С. Аманжолова)
• Джес Алексей Владимирович (Восточно-Казахстанский государственный университет им. С. Аманжолова)
• Абылкалыкова Риза Батырхановна (Восточно-Казахстанский государственный университет им. С. Аманжолова)
• Квеглис Людмила Иосифовна (Сибирский федеральный университет)

• РИНЦ (eLIBRARY.RU)
• Список ВАК