Методика построения расчётных равновесных диаграмм состояния и термокинетических превращений титановых сплавов системы Ti–Al

Г. М. Григоренко, В. А. Костин, С. Г. Григоренко

Институт электросварки им. Е.О. Патона НАН Украины, ул. Казимира Малевича, 11, 03150 Киев, Украина

Получена: 27.11.2017. Скачать: PDF

Алюминиды титана и сплавы на их основе являются перспективными жаропрочными материалами, востребованными в оборудовании и узлах ответственного назначения, в частности в судостроении, машиностроении, авиационной и космической технике. Основным методом получения необходимого комплекса механических свойств интерметаллидных сплавов является их термомеханическая обработка, параметры которой могут быть получены на основе построения диаграммы состояния. Построение экспериментальных термокинетических диаграмм интерметаллидных сплавов достаточно затруднительно. На основе методологии CALPHAD предложена методика построения равновесной диаграммы состояния и термокинетической диаграммы превращения интерметаллидного сплава системы Ti–Al. Определено влияние алюминия на температуру образования интерметаллида титана Ti$_3$Al. Показано, что с увеличением содержания алюминия в интерметаллиде Ti$_3$Al от 10 до 29 ат.% температура начала превращения $\beta$-Ti $\to$ Ti$_3$Al повышается от 520 до 1170°С. Дальнейшее повышение содержания алюминия в интерметаллиде от 29 до 40 ат.% приводит к незначительному снижению начальной температуры превращения до 1140°С. Разработанная методика может быть использована для моделирования термокинетических диаграмм анизотермических превращений в сложных титановых сплавах.

Ключевые слова: титановые сплавы, интерметаллиды, алюминиды титана, фазовые превращения, Gleeble 3800, регрессионный анализ.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v40/i01/0023.html

PACS: 64.60.Ej, 64.70.kd, 81.05.Bx, 81.30.Bx, 81.40.Gh, 82.20.Wt


ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
  1. А. А. Ильин, Б. А. Копачев, И. С. Поповкин, Титановые сплавы. Состав, структура, свойства: Справочник (Москва: ВИЛСМАТИ: 2009).
  2. H. Clemens and S. Mayer, Adv. Eng. Mater., 15, Iss. 4: 191 (2013). Crossref
  3. F. Appel, J. D. H. Paul, and M. Oehring, Gamma Titanium Aluminide Alloys: Science and Technology (Weinheim, Germany: WileyVCH: 2011).
  4. H. A. Lipsitt, D. Shechtman, and R. E. Schafrik, Metall. Trans. A, 6, Iss. 11: 1991 (1975). Crossref
  5. N. Saunders and A. P.Miodownik, CALPHAD—Calculation of Phase Diagrams (Ed. R. W. Cahn) (Oxford, UK: Elsevier Science: 1998).
  6. Z. Fan, P. Tsakiropoulos, and A. P. Miodownik, J. Mater. Sci., 29, Iss. 1: 141 (1994). Crossref
  7. H. L. Lukas, S. G. Fries, and B. Sundman, Computational Thermodynamics: The Calphad Method (Cambridge, UK: Cambridge University Press: 2007). Crossref
  8. Б. Б. Хина, Г. Г. Горанский, Термодинамика многокомпонентных аморфных сплавов: сравнение различных подходов. Современные методы и технологии создания и обработки материалов (Минск: Физико-технический институт НАН Беларуси: 2016).
  9. A. T. Dinsdale, Calphad, 15, Iss. 4: 317 (1991). Crossref
  10. С. В. Ахонин, В. Ю. Белоус, А. Ф. Мужиченко, Р. В. Селин, Автоматическая сварка, № 3: 26 (2013).
  11. Н. Ю. Орлов, Журнал вычислительной математики и математической физики, 26, № 8: 1215 (1986).
  12. Г. М. Григоренко, В. А. Костин, Современная электрометаллургия, № 1: 33 (2013).
  13. Диаграммы состояния двойных металлических систем (Ред. Н. П. Лякишев) (Москва: Машиностроение: 1996).