Отримання жароміцного гомогенного сплаву методом пресування та спікання суміші порошків (Nb-21Ti-5Al-10Cr-7Mo) ат. %
Multicomponent high temperature strength alloys of the Nb-Ti-Al system, alloyed with Cr, Zr, Mo and Si, with a specific gravity of 6.3 - 7.4 g/cm3, have proven extremely promising in aviation and space technology. However, their physical and chemical features are associated with the high activity of...
Збережено в:
| Дата: | 2024 |
|---|---|
| Автори: | , , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
Physico- Technological Institute of Metals and Alloys of the NAS of Ukraine
2024
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://momjournal.org.ua/index.php/mom/article/view/2024-3-6 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Metal Science and Treatment of Metals |
Репозитарії
Metal Science and Treatment of Metals| id |
oai:ojs2.localhost:article-318 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Metal Science and Treatment of Metals |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2024-12-29T09:42:47Z |
| collection |
OJS |
| language |
Ukrainian |
| topic |
жароміцні ніобієві сплави порошкова металургія гомогенність мікроструктура поруватість фазовий склад |
| spellingShingle |
жароміцні ніобієві сплави порошкова металургія гомогенність мікроструктура поруватість фазовий склад Brodnikovsky, M.P. Bagliuk, G. A. Marych, M.V. Kuznetsova, T.L. Rokytska, O.A. Kulakov, S.A. Отримання жароміцного гомогенного сплаву методом пресування та спікання суміші порошків (Nb-21Ti-5Al-10Cr-7Mo) ат. % |
| topic_facet |
high-temperature strength niobium alloys physical and chemical features powder metallurgy homogeneity microstructure mechanical properties phase composition жароміцні ніобієві сплави порошкова металургія гомогенність мікроструктура поруватість фазовий склад |
| format |
Article |
| author |
Brodnikovsky, M.P. Bagliuk, G. A. Marych, M.V. Kuznetsova, T.L. Rokytska, O.A. Kulakov, S.A. |
| author_facet |
Brodnikovsky, M.P. Bagliuk, G. A. Marych, M.V. Kuznetsova, T.L. Rokytska, O.A. Kulakov, S.A. |
| author_sort |
Brodnikovsky, M.P. |
| title |
Отримання жароміцного гомогенного сплаву методом пресування та спікання суміші порошків (Nb-21Ti-5Al-10Cr-7Mo) ат. % |
| title_short |
Отримання жароміцного гомогенного сплаву методом пресування та спікання суміші порошків (Nb-21Ti-5Al-10Cr-7Mo) ат. % |
| title_full |
Отримання жароміцного гомогенного сплаву методом пресування та спікання суміші порошків (Nb-21Ti-5Al-10Cr-7Mo) ат. % |
| title_fullStr |
Отримання жароміцного гомогенного сплаву методом пресування та спікання суміші порошків (Nb-21Ti-5Al-10Cr-7Mo) ат. % |
| title_full_unstemmed |
Отримання жароміцного гомогенного сплаву методом пресування та спікання суміші порошків (Nb-21Ti-5Al-10Cr-7Mo) ат. % |
| title_sort |
отримання жароміцного гомогенного сплаву методом пресування та спікання суміші порошків (nb-21ti-5al-10cr-7mo) ат. % |
| title_alt |
Obtaining а homogeneous high-temperature strength alloy (Nb-21Ti-5Al-10Cr-7Mo) at. % by pressing and sintering a mixture of powders |
| description |
Multicomponent high temperature strength alloys of the Nb-Ti-Al system, alloyed with Cr, Zr, Mo and Si, with a specific gravity of 6.3 - 7.4 g/cm3, have proven extremely promising in aviation and space technology. However, their physical and chemical features are associated with the high activity of the components, with a significant difference in melting temperatures (from Tmel. Mo – 2617 °C to Tmel. Al – 660 °C) and different specific gravity (from 10.2 g/cm3- Mo up to 2.7 g/cm3- Al), is a big problem for their production. The long crystallization interval of cast alloys of this system, thermophysical features of their crystallization, determine the possibility of formation of dendritic structures, the development of dendritic liquation and segregation of low- or high-temperature intermetallics and eutectics, the tendency to the formation of crystallization cracks, which reduces the operational characteristics of cast alloys. In this regard, it became necessary to investigate the possibilities of obtaining an alloy by the method of powder metallurgy. The purpose of this work was to obtain a homogeneous alloy, to study changes in the grain structure, phase transformations and mechanical properties of the material at various stages of processing in the process of obtaining a homogeneous alloy structure by powder metallurgy methods. The need to protect powder components from oxidation, formation of nitrides, carbides during technological operations at temperatures above 200 °C (high-purity argon) has been established. The optimal duration of intensive grinding of a mixture of powders and granules of raw materials has been worked out, which makes it possible to control the uniformity of the size of the particles of the mixture components, porosity and homogeneity of the alloy. The optimal duration of grinding is 30 minutes, during which the most homogeneous mixture in terms of particle size is formed. The optimal annealing mode was established, which ensures the achievement of homogenization of the alloy, phase transformations at the boundaries of the contact of component particles, and changes in grain sizes. Microstructural and X-ray structural analysis of the samples was carried out, their microhardness and grain dispersion were determined. |
| publisher |
Physico- Technological Institute of Metals and Alloys of the NAS of Ukraine |
| publishDate |
2024 |
| url |
https://momjournal.org.ua/index.php/mom/article/view/2024-3-6 |
| work_keys_str_mv |
AT brodnikovskymp obtainingahomogeneoushightemperaturestrengthalloynb21ti5al10cr7moatbypressingandsinteringamixtureofpowders AT bagliukga obtainingahomogeneoushightemperaturestrengthalloynb21ti5al10cr7moatbypressingandsinteringamixtureofpowders AT marychmv obtainingahomogeneoushightemperaturestrengthalloynb21ti5al10cr7moatbypressingandsinteringamixtureofpowders AT kuznetsovatl obtainingahomogeneoushightemperaturestrengthalloynb21ti5al10cr7moatbypressingandsinteringamixtureofpowders AT rokytskaoa obtainingahomogeneoushightemperaturestrengthalloynb21ti5al10cr7moatbypressingandsinteringamixtureofpowders AT kulakovsa obtainingahomogeneoushightemperaturestrengthalloynb21ti5al10cr7moatbypressingandsinteringamixtureofpowders AT brodnikovskymp otrimannâžaromícnogogomogennogosplavumetodompresuvannâtaspíkannâsumíšíporoškívnb21ti5al10cr7moat AT bagliukga otrimannâžaromícnogogomogennogosplavumetodompresuvannâtaspíkannâsumíšíporoškívnb21ti5al10cr7moat AT marychmv otrimannâžaromícnogogomogennogosplavumetodompresuvannâtaspíkannâsumíšíporoškívnb21ti5al10cr7moat AT kuznetsovatl otrimannâžaromícnogogomogennogosplavumetodompresuvannâtaspíkannâsumíšíporoškívnb21ti5al10cr7moat AT rokytskaoa otrimannâžaromícnogogomogennogosplavumetodompresuvannâtaspíkannâsumíšíporoškívnb21ti5al10cr7moat AT kulakovsa otrimannâžaromícnogogomogennogosplavumetodompresuvannâtaspíkannâsumíšíporoškívnb21ti5al10cr7moat |
| first_indexed |
2025-09-24T17:41:17Z |
| last_indexed |
2025-09-24T17:41:17Z |
| _version_ |
1850424256483033088 |
| spelling |
oai:ojs2.localhost:article-3182024-12-29T09:42:47Z Obtaining а homogeneous high-temperature strength alloy (Nb-21Ti-5Al-10Cr-7Mo) at. % by pressing and sintering a mixture of powders Отримання жароміцного гомогенного сплаву методом пресування та спікання суміші порошків (Nb-21Ti-5Al-10Cr-7Mo) ат. % Brodnikovsky, M.P. Bagliuk, G. A. Marych, M.V. Kuznetsova, T.L. Rokytska, O.A. Kulakov, S.A. high-temperature strength niobium alloys physical and chemical features powder metallurgy homogeneity microstructure mechanical properties phase composition жароміцні ніобієві сплави порошкова металургія гомогенність мікроструктура поруватість фазовий склад Multicomponent high temperature strength alloys of the Nb-Ti-Al system, alloyed with Cr, Zr, Mo and Si, with a specific gravity of 6.3 - 7.4 g/cm3, have proven extremely promising in aviation and space technology. However, their physical and chemical features are associated with the high activity of the components, with a significant difference in melting temperatures (from Tmel. Mo – 2617 °C to Tmel. Al – 660 °C) and different specific gravity (from 10.2 g/cm3- Mo up to 2.7 g/cm3- Al), is a big problem for their production. The long crystallization interval of cast alloys of this system, thermophysical features of their crystallization, determine the possibility of formation of dendritic structures, the development of dendritic liquation and segregation of low- or high-temperature intermetallics and eutectics, the tendency to the formation of crystallization cracks, which reduces the operational characteristics of cast alloys. In this regard, it became necessary to investigate the possibilities of obtaining an alloy by the method of powder metallurgy. The purpose of this work was to obtain a homogeneous alloy, to study changes in the grain structure, phase transformations and mechanical properties of the material at various stages of processing in the process of obtaining a homogeneous alloy structure by powder metallurgy methods. The need to protect powder components from oxidation, formation of nitrides, carbides during technological operations at temperatures above 200 °C (high-purity argon) has been established. The optimal duration of intensive grinding of a mixture of powders and granules of raw materials has been worked out, which makes it possible to control the uniformity of the size of the particles of the mixture components, porosity and homogeneity of the alloy. The optimal duration of grinding is 30 minutes, during which the most homogeneous mixture in terms of particle size is formed. The optimal annealing mode was established, which ensures the achievement of homogenization of the alloy, phase transformations at the boundaries of the contact of component particles, and changes in grain sizes. Microstructural and X-ray structural analysis of the samples was carried out, their microhardness and grain dispersion were determined. Жароміцні багатокомпонентні сплави системи Nb-Ti-Al, леговані Cr, Zr, Mo та Si, з питомою вагою 6,3 – 7,4 г/см3, виявились надзвичайно перспективними у авіаційній та космічній техніці. Проте їх фізико-хімічні особливості, пов’язані з високою активністю компонентів, зі значною різницею температур плавлення (від Тпл. Mo – 2617 °С до Тпл. Al – 660 °С) та різною питомою вагою (від 10,2 г/см3- Mo до 2,7 г/см3- Al), є великою проблемою для їх одержання. Великий інтервал кристалізації литих сплавів даної системи, теплофізичні особливості їх кристалізації, визначають можливість утворення дендритних структур, розвиток дендритної ліквації та сегрегації низько- або високотемпературних інтерметалідів та евтектик, схильність до утворення кристалізаційних тріщин, що знижує експлуатаційні характеристики литих сплавів. У зв’язку з цим, виникла необхідність дослідити можливості отримання сплаву методом порошкової металургії. Метою цієї роботи було отримання гомогенної структури сплаву методами порошкової металургії з мінімальною поруватістю. Встановлено необхідність захисту порошкових компонентів від окислення, утворення нітридів, карбідів при проведенні технологічних операцій при температурах вище 200 °С (високочистий аргон). Проведено відпрацювання оптимальної тривалості інтенсивного розмелу суміші порошків та гранул вихідних матеріалів, що дає змогу керувати однорідністю розміру частинок компонентів суміші, поруватістю та розшаруванням при пресуванні, ущільненням при пресуванні та спіканні зразків сплаву. Оптимальною тривалістю розмелу є час 30 хв., при якому утворюється найбільш однорідна за розміром частинок суміш. Встановлено, що при цьому розмір частинок забезпечує максимально енергійну взаємодію з шарами при розмелі. Це з одного боку призводить до максимальної швидкості намелу заліза, а з другого – максимальному ущільненню при спіканні завдяки досягненню максимального наклепу та активації поверхні частинок. Проведений мікроструктурний та рентгеноструктурний аналіз зразків. Отримано однофазний гомогенний сплав (Nb-21Ti-5Al-10Cr-7Mo) ат. % із структурою ОЦК твердого розчину. Physico- Technological Institute of Metals and Alloys of the NAS of Ukraine 2024-09-26 Article Article application/pdf https://momjournal.org.ua/index.php/mom/article/view/2024-3-6 10.15407/mom2024.03.058 Scientific Technical Journal; Vol. 30 No. 3 (2024): The Scientific Technical journal Metal Science and Treatment of Metals; 58-68 Науково-технічний журнал; Том 30 № 3 (2024): Науково-технічний журнал Металознавство та обробка металів; 58-68 2664-2441 2073-9583 10.15407/mom2024.03 uk https://momjournal.org.ua/index.php/mom/article/view/2024-3-6/2024-3-6 Copyright (c) 2024 Scientific Technical Journal https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 |