Фазові рівноваги в потрійних системах Ti-Ga-Al(Si) - Автореферат

Національна академія наук України Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наукРобота виконана в Інституті проблем матеріалознавства ім. Науковий керівник доктор хімічних наук, професор Великанова Тамара Яківна, Інститут проблем матеріалознавства ім. Францевича НАН України, завідувач відділу фізичної хімії неорганічних матеріалів, м. Офіційні опоненти: доктор хімічних наук Туркевич Володимир Зіновєвич Інститут надтвердих матеріалів ім. Захист дисертації відбудеться “23 ”січня 2001 р. о 1400 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д26.207.02 в Інституті проблем матеріалознавства імені І.М.Незважаючи на велику кількість робіт, які присвячені дослідженню взаємодії титану з металами, дані про вплив галію на структуру та властивості титану і його сплавів на початок даної роботи практично були відсутні. В той же час, оскільки галій, як і алюміній, стабілізує а-модифікацію титану, можна було очікувати, що названі потрійні системи Ti-Ga-Si і Ti-Ga-Al можуть скласти основу для розробки нового класу композиційних матеріалів зі структурою природних "in situ" композитів, а саме композитів з металевою матрицею на основі a-Ti з силіцидно-галідним зміцненням. Ti-Ga-Al та Ti-Ga-Si в області, що багата на титан, при високих температурах; включаючи область фазових рівноваг за участю рідкої фази; дослідити характер фазових рівноваг в системі TIAL-Si-Ga в області, багатій на титан; повторно дослідити діаграму стану системи Ti-Ga, діаграма стану якої необхідна для побудови названих потрійних систем; для вибраних сплавів оцінити рівень механічних властивостей в литому стані шляхом виміру твердості і міцності на згин в широкому інтервалі температур. Дослідити і побудувати діаграми стану потрійних систем Ti-Ga-Si і Ti-Ga-Al в області, багатій на титан, у вигляді проекцій поверхонь солідуса і ліквідуса, ізотермічних розрізів при температурі 1350 °С і ряду політермічних розрізів, а також схем реакцій, що відбуваються при кристалізації сплавів. В результаті проведеного дослідження вперше побудовано діаграми стану потрійних систем Ti-Ga-Si і Ti-Ga-Al, визначено характер фазових рівноваг в чотирикомпонентній системі Ti-Ga-Al-Si в області, багатій на титан, при високих температурах, включаючи область рівноваг за участю рідкої фази.На час постановки даного дослідження відомості про фазові рівноваги в системах Ti-Ga-Al та Ti-Ga-Si при високих температурах були відсутні і діаграми стану не побудовані. Діаграма стану системи Ti-Ga-Al була представлена лише ізотермічними розрізами при 900 і 1000 °°С в області концентрацій Отже, зроблено висновок про необхідність детального дослідження фазових рівноваг в системах Ti-Ga-Si та Ti-Ga-Al при високих температурах, включаючи рівноваги за участю рідкої фази, а також вплив заміщення галієм алюмінію та кремнію в сплавах системи TIAL-Si в області, багатій на титан. В пятому розділі наведені результати дослідження литих і відпалених при температурі 1350 °С сплавів системи Ti-Ga-Si в області Ti-Ti5Si3-Ti5Ga3 46 складів, за якими вперше було побудовано часткову діаграму стану цієї системи у вигляді проекцій поверхонь солідуса і ліквідуса, ізотермічного розрізу при 1350 °С, трьох політермічних розрізів, один з яких наведено, схеми реакцій при кристалізації сплавів і діаграми плавлення-кристалізації. Температурні залежності короткочасної (HV1-60) та тривалої (HV1-3600) твердості сплавів системи Ti-Ga-Si, границі міцності на згин, а також виміри стріли прогину свідчать, що найбільш сприятливе поєднання міцності, твердості і пластичності має сплав, у якому титанова матриця зміцнена частками твердого розчину Ti5(Si,Ga)3 (сплав № 3), вміст якого складає 15 об.Вперше побудовано діаграми стану потрійних систем в області Ti-Ti5Si3-TIGA (система Ti-Ga-Si) і в області Ti-TIAL-TIGA (система Ti-Ga-Al), які представлені у вигляді проекцій поверхонь солідуса, ліквідуса, діаграм плавлення-кристалізації, ряду політермічних розрізів, ізотермічних розрізів при 1350 °С, а також схем реакцій, що відбуваються при кристалізації сплавів. Отримані температури плавлення більшості сполук в системі Ti-Ga, а також температури нонваріантних рівноваг, суттєво відрізняються від знайдених раніше. Виявлено, що будова діаграми стану системи Ti-Ga-Si в дослідженій області характеризується існуванням протяжних областей твердих розчинів на основі b-Ti та силіциду Ti5Si3 (z), що сумісно кристалізуються за евтектичною реакцією L Ы b z. Знайдено, що домінуючими в будові діаграми стану системи Ti-Ga-Al в області складів, що розглядається, при високих температурах є фаза на основі b-Ti, а також неперервний ряд твердих розчинів g, що утворюється між ізоструктурними фазами TIAL і TIGA зі структурою типу CUAU.“The phase equilibria of the Ti-Si-Ga system in the Ti-Rich Corner"// J.Phase Equilibria, V.20, N06 (1999) 581 - 592. “Ti-based alloys with silicide and gallide strengthening”, Proc.

2. Основний зміст роботиОсновний зміст робот викладений в таких статтях