Исследование влияния дополнительного легирования на фазовый состав и структуру гамма-сплава TNM на основе алюминида титана

Сплавы на основе алюминидов титана подвергают различному виду термической обработки (отжигу различных видов, закалке и старению). Механические свойства сплавов этого класса особенно сильно зависят не только от фазового состава, но и от количества, формы и размеров структурных составляющих.

Для исследования влияния дополнительного легирования на фазовый состав и структуру в вакуумной плавильно-заливочной установке Consarc были приготовлены сплавы 43Al4NbMo и 43Al4NbMoCrZr, номинальный и фактический составы которых  приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Номинальный и фактический состав экспериментального сплава

Сплав	Al	Nb	Mo	Cr	Zr	Al	Nb	Mo	Cr	Zr
	Атомные %					% по массе
43Al4NbMo	43	4	1	-	-	28,15	9,02	2,33	-	-
	42,99	4,52	1,07	-	-	27,99	10,12	2,48	-	-
43Al4NbMoCrZr	43	4	1	1	1	27,83	8,92	2,30	1,25	2,18
	43,01	4,31	1,02	0,90	0,92	27,76	9,57	2,33	1,11	2,11

 

Структуру сплавов изучали как в литом состоянии, так и после 3-часового отжига в вакуумной печи при 1400 ⁰С. Количественные параметры фазового состава сплава, легированного хромом и цирконием, после отжига приведены в таблице 2.

Таблица 2 - Количественные параметры фазового состава сплава 43Al4NbMoCrZr после отжига при 1400 ⁰С (расчет)

Фаза	QM, % (масс.)	Содержание элементов, % (масс.)
		Ti	Al	Nb	Mo	Cr	Zr
α	7,83	58,64	30,08	7,79	0,98	0,77	1,73
β	92,17	57,02	27,60	9,74	2,46	1,15	2,03

 

Металлографические исследования механически полированных образцов проводились на электронном сканирующем микроскопе TESCAN VEGA 3 (рис. 1).

Отжиг оказывает сильное влияние на литую структуру. В частности, нагрев при 1400 ⁰С приводит к формированию пластинчатой структуры (рис.1 (б)).

                              а)                                                                                                     б)

Рисунок 1 - (а)  Микроструктура сплава 43Al4NbMoCrZr  в литом и (б) после 3-часового вакуумного отжига при 1400 ⁰С, СЕМ.

Работа выполнена под в рамках договора с ФГУП ВИАМ № 13725-15-15 от 22 мая 2015 г. на создание монографии «Фазовый состав гамма сплавов на основе алюминидов титана».