Wpływ składu chemicznego i parametrów mechanicznego wytwarzania na mikrostrukturę stopów na osnowie fazy gama-TiAl

• Autorzy: Dymek, S. , Wróbel, M. , Blicharski, M.

Warianty tytułu

EN

Influence of chemical composition and parameters of mechanical alloying process on microstructure of gamma-TiAl-based-alloys

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy wytworzono stopy o następującym składzie chemicznym (% at.): TiAl48, TiAl45Cr5 i TiAl45V5. Syntezę stopów przeprowadzono metodą mechanicznego stopowania proszków czystych metali Ti (99 %), Al (99,5 %), Cr (99,95 %) oraz V (99,5%). Proces stopowania wykonano w laboratoryjnym atritorze typu Szegvari w atmosferze argonu. Komorę roboczą młyna chłodzono ciekłym azotem lub wodą. Stwierdzono, że wydłużenie czasu chłodzenia ciekłym azotem oraz dodatek pierwiastków Cr lub V prowadził do szybszego rozdrobnienia mikrostruktury mielonych proszków i skrócenia całkowitego czasu procesu mechanicznego stopowania. Badania przy użyciu trasmisyjnego mikroskopu elektronowego dowodzą, że wszystkie proszki, nawet po krótkim czasie mielenia, miały mikrostrukturę nanokrystaliczną. Wpływ chromu na przebieg procesu mechanicznego stopowania różni się od wpływu wanadu. Podczas mielenia w tych samych warunkach wanad przechodzi szybciej do roztworu stałego Ti(Al). Po procesie mechanicznego stopowania proszki konsolidowano przez prasowanie na gorąco. Obecność trzeciego pierwiastka (Cr lub V) wpływa znacząco na morfologię i dyspersję tlenków w materiale skonsolidowanym. W stopie dwuskładnikowym tworzą się stosunkowo duże tlenki, podczas gdy w stopach trójskładnikowych rozkład tlenków jest bimodalny, tj. pomiędzy tlenkami dużymi występuje drobny dyspersoid tlenkowy o wielkości rzędu kilku nanometrów.

EN

Alloys with chemical compositions of TiAl48, TiAl45Cr5 and TiAl45V5 (% at.) were synthesized by mechanical alloying in a Szegvari-type attritor. The elemental powders of Ti (99 % pure), Al (99,5 % pure), Cr (99,95 % pure) and V (99,5 % pure) were used for the synthesis. The process was carried out in an argon atmosphere. The milling chamber was cooled during the process by liquid nitrogen or water. It was found that prolongation of cooling by liquid nitrogen as well as alloying by Cr or V results in faster refinement of microstructure of the milled powders and makes a reduction in the total time of mechanical alloying. Investigation by means of a transmission electron microscope revealed that all powder particles, even after short processing times, exhibit nanocrystalline microstructure. An influence of chromium on the course of the mechanical alloying process differs from an influence of vanadium. At the same processing parameters vanadium dissolves faster in titanium than chromium does. After the mechanical alloying process the powders were compacted by hot pressing. The presence of the third element (Cr or V) exerts an influence on morphology and dispersion of oxides in the consolidated material. In the TiAl48 binary alloy oxide particles are relatively big while in the ternary alloys oxide size exhibit a bimodal distribution, i.e. among large oxide particles small, on the order of nanometer size, particles were found.

Słowa kluczowe

PL

skład chemiczny; mechaniczne wytwarzanie; mikrostruktura; stop; prasowanie na gorąco; stop dwuskładnikowy; stop trójskładnikowy

EN

chemical composition; mechanical alloying; microstructure; alloy; compacting; hot pressing; binary alloy; ternary alloy

• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2003
• Tom: R. XXIV, nr 4-5
• Strony: 182--188
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Dymek, S.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Metalurgii i Inżynierii Materiałowej, Kraków,

autor

Wróbel, M.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Metalurgii i Inżynierii Materiałowej, Kraków

autor

Blicharski, M.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Metalurgii i Inżynierii Materiałowej, Kraków

Bibliografia

• 1. Huang S. C, Chesnutt J. C: Gamma TiAl and its Alloys, Intermetallic Compounds, vol. 2, red. Westbrook J. H., Fleischer R. L., John Wiley & Sons Inc., 1995, 73-90
• 2. Yamaguchi M.: High temperature intermetallics -with particular emphasis on TiAl, Mat. Sci. Techn. 8, 1992, 299-307
• 3. Court S. A., Yasudeyan Y. K., Fraser H. L.: Deformation mechanisms in the intermetallic compound TiAl, Phil. Mag., 61A, 1990, 141-158
• 4. Dymek S., Dollar M., Nash P., Hwang S. J.: Deformation Mechanism and Ductility of Mechanically Alloyed NiAl, Materials Science and Engineering, A152, 1992, 160-165
• 5. Schulson E. M., Barker D. R.: A Brittle to Ductile Transition in NiAl of a Critical Grain Size, Scripta Metali., 17, 1983, 519-522
• 6. Benjamin J. S.: Fundamentals of Mechanical Alloying, Materials Science Forum, vols. 88-90, 1992, 1-17
• 7. Dutkiewicz J., Maziarz W.: Struktura związków międzymetalicznych TiAlNb i TiAlMn uzyskanych metodą metalurgii proszków z udziałem mechanicznej syntezy składników, Polska metalurgia w latach 1998-2002, Materiały konferencji sprawozdawczej PAN, wyd. Komitet Metalurgii PAN, 2002, s. 448-453
• 8. Suryanarayana C: Mechanical alloying and milling. Prog. Mater. Sci., 2001, 1-184
• 9. Dutkiewicz J., Maziarz W.: Mechaniczna synteza i prasowanie na gorąco topów na osnowie fazy y-TiAl, Inżynieria Materiałowa, nr 1, 2001, 32-37