Регистрация / Вход
Прислать материал

Исследование режимов смешивания и спекания порошкового интерметаллидного сплава на основе TiAl c добавками Y2O3

ФИО: Капланский Ю.Ю.

Направление: Материаловедение

Научный руководитель: Зайцев А.А., к.т.н.

Институт: Институт экотехнологий и инжиниринга

Кафедра: Кафедра Порошковой металлургии и функциональных покрытий

Академическая группа: МФП-14-1

Аддитивные технологии являются одними из самых перспективных направлений для изготовления деталей сложной формы из интерметаллидных сплавов. Основной материаловедческой задачей для реализации процесса получения изделий по аддитивным технологиям является получение исходных материалов в виде гранул сферической формы с заданным фракционным составом.

Целью настоящей работы являлось получение порошкового электрода с пористостью менее 2% из сплава на основе TiAl, модифицированного тугоплавкими частицами Y2O3 предназначенного для последующего получения гранул методом центробежного распыления. В качестве базового материала использовался порошок сплава 4822 (Ti – 47 %Al – 2%Nb – 2%Cr (масс. %)) полученный гидридно-кальциевым методом, в который добавлялся субмикронный порошок Y2O3 в количестве не превышающим 1,5 об. %.

К интерметаллидным сплавам предъявляются жесткие требования по кислороду, его содержание в изделие не должно превышать 0,2%, тем не менее смесь порошка сплава 4822 и добавки частиц Y2O3 должна быть гомогенной для обеспечения однородности структуры и механических свойств изделия после спекания, поэтому были проведены работы по оптимизации способов и режимов смешивания с применением планетарной и шаровой мельницы. По результатам анализа на кислород смесей, обработанных в планетарной (ПЦМ) и шаровой мельнице (ШВМ) показано, что смешивание порошка 4822 в ПЦМ в течение 3 минут приводит к увеличению окисленности порошка на 0,1–0,2 % масс, в то время как обработка смесей в ШВМ при времени 8 ч. увеличивает содержание кислорода относительно исходного порошка менее чем на 0,1 % масс. По результатам РЭМ обработка смеси 4822+Y2O2 в ШВМ в течение 8 ч обеспечивает равномерное распределение оксидных частиц по объему смеси, что позволило выбрать этот режим смешивания для дальнейших исследований. Прессование порошковых смесей проводилось в стальной цилиндрической пресс-форме Ø12 мм по двухсторонней схеме приложения нагрузки в интервале давлений 1–17 т/см2. Показано, что полученные смеси обладают плохой формуемостью при давлениях менее 12 т/см2, что связано с низкой пластичность интерметаллидных порошков. Спекание прессовок проводилось в вакуумной печи при температуре от 1100 до 1300°С и временах выдержки 1–3 ч. Спекание по оптимальному режиму позволило получить компактные образцы с пористостью менее 2%, состоящие из фаз TiAl и Ti3Al.

Работа выполнена в рамках Соглашения о предоставлении субсидии № 14.578.21.0040 от «22» июля 2014 г., тема № 3340202, для Минобрнауки РФ.