TY - JOUR

T1 - АНАЛИЗ МИКРОСТРУКТУРЫ, ФАЗОВОГО СОСТАВА И КИНЕТИКИ ОКИСЛЕНИЯ ЖАРОПРОЧНЫХ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ С ГАДОЛИНИЕМ

AU - Попов, Артемий Александрович

AU - Ледер, Михаил Оттович

AU - Карабаналов, Максим Сергеевич

AU - Попова, Евгения Николаевна

AU - Нарыгина, Ирина Вячеславовна

PY - 2020

Y1 - 2020

N2 - Проведено изучение структуры, фазового и локального химического состава полуфабрикатов (прутков) из сплавов на основе систем Ti–Al–Mo–Zr–Si и Ti–Al–Mo–Zr–Sn–Si, дополнительно микролегированных гадолинием 0.4 мас. %. В сплаве системы Ti–Al–Mo–Zr–Si, легированном гадолинием, выявлено наличие в структуре прутков частиц оксида гадолиния Gd2O3. В сплаве системы Ti–Al–Mo–Zr–Sn–Si, содержащем легкоплавкий элемент – олово, при легировании гадолинием в структуре прутков обнаружены частицы сложного строения Gd–Sn–O, ядро которых является интерметаллидом Gd5Sn3, а оболочкой служит оксид гадолиния Gd2O3. Формирование таких частиц в обоих сплавах происходит на стадии кристаллизации слитка и сохраняется на всех последующих этапах обработки материала. Изучена кинетика окисления сплавов при изотермической выдержке в интервале температур 600–800°С в зависимости от структуры полуфабрикатов. В сплаве системы Ti–Al–Mo–Zr–Sn–Si процессы окисления протекают с меньшей интенсивностью, чем в сплаве системы Ti–Al–Mo–Zr–Si. Дополнительное введение в составы сплавов гадолиния до 0.4 мас. % приводит к ускорению процессов окисления в сплаве без олова, что обусловлено наличием в структуре оксидов гадолиния Gd2O3, выделенных по границам зерен и межфазным границам раздела. Введение гадолиния в сплав, содержащий олово, практически не оказывает влияние на кинетику окисления при 600–700°С и незначительно сдерживает процесс окисления при 750–800°С, что связано с наличием в структуре оксидов Gd–Sn–O, равномерно распределенных в теле зерен. Установлены законы окисления сплавов обеих систем легирования как без гадолиния, так и при его добавке. Показано, что образующаяся в процессе окисления оксидная пленка для сплавов обеих систем легирования многослойна, состоит из чередующихся между собой слоев оксидов алюминия и титана. При этом наблюдается смена постепенного роста слоев оксидной пленки и ее отслаивание вследствие высокой хрупкости оксидов алюминия. Наличие оксидов гадолиния в обоих сплавах приводит к пористости диффузионной зоны основного металла при окислении.

AB - Проведено изучение структуры, фазового и локального химического состава полуфабрикатов (прутков) из сплавов на основе систем Ti–Al–Mo–Zr–Si и Ti–Al–Mo–Zr–Sn–Si, дополнительно микролегированных гадолинием 0.4 мас. %. В сплаве системы Ti–Al–Mo–Zr–Si, легированном гадолинием, выявлено наличие в структуре прутков частиц оксида гадолиния Gd2O3. В сплаве системы Ti–Al–Mo–Zr–Sn–Si, содержащем легкоплавкий элемент – олово, при легировании гадолинием в структуре прутков обнаружены частицы сложного строения Gd–Sn–O, ядро которых является интерметаллидом Gd5Sn3, а оболочкой служит оксид гадолиния Gd2O3. Формирование таких частиц в обоих сплавах происходит на стадии кристаллизации слитка и сохраняется на всех последующих этапах обработки материала. Изучена кинетика окисления сплавов при изотермической выдержке в интервале температур 600–800°С в зависимости от структуры полуфабрикатов. В сплаве системы Ti–Al–Mo–Zr–Sn–Si процессы окисления протекают с меньшей интенсивностью, чем в сплаве системы Ti–Al–Mo–Zr–Si. Дополнительное введение в составы сплавов гадолиния до 0.4 мас. % приводит к ускорению процессов окисления в сплаве без олова, что обусловлено наличием в структуре оксидов гадолиния Gd2O3, выделенных по границам зерен и межфазным границам раздела. Введение гадолиния в сплав, содержащий олово, практически не оказывает влияние на кинетику окисления при 600–700°С и незначительно сдерживает процесс окисления при 750–800°С, что связано с наличием в структуре оксидов Gd–Sn–O, равномерно распределенных в теле зерен. Установлены законы окисления сплавов обеих систем легирования как без гадолиния, так и при его добавке. Показано, что образующаяся в процессе окисления оксидная пленка для сплавов обеих систем легирования многослойна, состоит из чередующихся между собой слоев оксидов алюминия и титана. При этом наблюдается смена постепенного роста слоев оксидной пленки и ее отслаивание вследствие высокой хрупкости оксидов алюминия. Наличие оксидов гадолиния в обоих сплавах приводит к пористости диффузионной зоны основного металла при окислении.

UR - https://www.elibrary.ru/item.asp?id=42569160

U2 - 10.31857/S0015323020040117

DO - 10.31857/S0015323020040117

M3 - Статья

VL - 121

SP - 403

EP - 410

JO - Физика металлов и металловедение

JF - Физика металлов и металловедение

SN - 0015-3230

IS - 4

ER -