ИССЛЕДОВАНИЕ СТРОЕНИЯ И ФАЗОВОГО СОСТАВА ПОРОШКОВ TI И NB ПОСЛЕ МЕХАНИЧЕСКОЙ АКТИВАЦИИ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Методами рентгеноструктурного анализа, растровой электронной микроскопии и энергодисперсионного микроанализа исследованы порошки с массовым соотношением 60 % Ti и 40% Nb после механической активации в планетарной мельнице АГО-2С. Порошки перемешивались в течение 10, 15 и 20 мин. Частицы Ti и Nb в процессе перемешивания и интенсивной пластической деформации объединялись в агломераты размером от 10 до 30 мкм. Внутри агломератов Ti и Nb распределялись равномерно. По мере увеличения времени активации количество растворенного в титане ниобия росло, достигая при 20 минутах состава Ti37Nb. При этом из фаз исходных компонентов сформировалась β-фаза - твердый раствор замещения Ti и Nb. С увеличением времени активации доля β-фазы возрастала. Во всем интервале времени обработки в сплаве сохранялся α-Ti. В заключение показано, что форма и гранулометрический состав полученного порошка сплава Ti-Nb, его фазовый состав с равномерным распределением компонентов позволят использовать его в аддитивной технологии селективного лазерного спекания.

Об авторах

Юрий Петрович Шаркеев

Институт физики прочности и материаловедения СО РАН; Национальный исследовательский Томский политехнический университет

Email: sharkeev@ispms.tsc.ru
пр. Академический, 2/4, Томск, 634021, Россия; пр. Ленина, 30, г. Томск, 634050, Россия

Жанна Геннадьевна Ковалевская

Национальный исследовательский Томский политехнический университет; Институт физики прочности и материаловедения СО РАН

Email: zhanna_kovalevskaya@mail.ru
пр. Ленина, 30, г. Томск, 634050, Россия; пр. Академический, 2/4, Томск, 634021, Россия

Маргарита Андреевна Химич

Национальный исследовательский Томский государственный университет; Институт физики прочности и материаловедения СО РАН

Email: makhimich@gmail.com
пр. Академический, 2/4, Томск, 634021, Россия

Егор Артурович Ибрагимов

Юргинский технологический институт ТПУ

Email: egor83@lisy.ru
ул. Ленинградская, 26, г. Юрга, 652055, Россия

Александр Александрович Сапрыкин

Юргинский технологический институт ТПУ

Email: sapraa@tpu.ru
ул. Ленинградская, 26, г. Юрга, 652055, Россия

Владимир Иванович Яковлев

Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова

Email: anicpt@rambler.ru
пр. Ленина, 46, г. Барнаул, 656038, Россия

Владимир Андреевич Батаев

Новосибирский государственный технический университет

Email: bataev@adm.nstu.ru
пр. К. Маркса, 20, г. Новосибирск, 630073, Россия

Список литературы

  1. Болдырев В.В. Механохимия и механическая активация твердых веществ // Успехи химии. - 2006. - Т. 75, № 3. - С. 203-215.
  2. Механическое легирование / Ю.В. Кузьмич, И.Т. Колесникова, В.И. Серба, Б.М. Фрейдин. - М.: Наука, 2005. - 213 с.
  3. Production of porous β-type Ti-40Nb alloy for biomedical applications: comparison of selective laser melting and hot pressing / K. Zhuravleva, M. Bönisch, K.G. Prashanth, U. Hempel, A. Helth, T. Gemming, M. Calin, S. Scudino, L. Schultz, J. Eckert, A. Gebert // Materials. - 2013. - Vol. 6, iss. 12. - P. 5700-5712. - doi: 10.3390/ma6125700.
  4. Porous low modulus Ti40Nb compacts with electrodeposited hydroxyapatite coating for biomedical applications / K. Zhuravleva, A. Chivu, A. Teresiak, S. Scudino, M. Calin, L. Schults, J. Eckert, A. Gebert // Materials Science and Engineering: C. - 2013. - Vol. 33, iss. 4. - P. 2280-2287. - doi: 10.1016/j.msec.2013.01.049.
  5. Comparison of activation technologies powder ECP-1 for the synthesis of products using SLS / E.V. Babakova, A.V. Gradoboev, A.A. Saprykin, E.A. Ibragimov, V.I. Yakovlev, A.V. Sobachkin // Applied Mechanics and Materials. - 2015. - Vol. 756. - P. 220-224. - doi: 10.4028/ href='www.scientific.net/AMM.756.220' target='_blank'>www.scientific.net/AMM.756.220.
  6. Saprykin A.A., Ibragimov E.A., Yakovlev V.I. Influence of mechanical activation of powder on SLS process // Applied Mechanics and Materials. - 2014. - Vol. 682. - P. 143-147. - doi: 10.4028/ href='www.scientific.net/AMM.682.143' target='_blank'>www.scientific.net/AMM.682.143.
  7. Sintering behavior and mechanical properties of a metal injection molded Ti-Nb binary alloy as biomaterial / D. Zhao, K. Chang, T. Ebel, H. Nie, R. Willumeit, F. Pyczak // Journal of Alloys and Compounds. - 2015. - Vol. 640. - P. 393-400. - doi: 10.1016/j.jallcom.2015.04.039.
  8. Dynamic diffractometry of phase transformations during high-temperature synthesis in mechanically activated powder systems in the thermal explosion mode / A.A. Popova, A.V. Sobachkin, I.V. Nazarov, V.I. Yakovlev, M.V. Loginova, A.A. Sitnikov // Bulletin of the Russian Academy of Sciences: Physics. - 2013. - Vol. 77, iss. 2. - P. 120-122. - doi: 10.3103/S1062873813020275.
  9. Динамический тепловой взрыв в механически активированных порошковых смесях / В.В. Евстигнеев, Е.В. Смирнов, А.В. Афанасьев, В.Ю. Филимонов, В.И. Яковлев, М.В. Логинова // Ползуновский вестник. - 2007. - № 4. - С. 162-167.
  10. Nouri A., Hodgson P.D., Wen C. Effect of ball-milling time on the structural characteristics of biomedical porous Ti-Sn-Nb alloy // Materials Science and Engineering: C. - 2011. - Vol. 31, iss. 5. - P. 921-928. - doi: 10.1016.j.msec.2011.02.011.
  11. Huang H.S., Lin Y.C., Hwang K.S. Effect of lubricant addition on the powder properties and compacting performance of spray-dried molybdenum powders // International Journal of Refractory Metals & Hard Materials. - 2002. - Vol. 20, iss. 3. - P. 175-180. - doi: 10.1016/S0263-4368(01)00062-2.
  12. Рахманкулов М.М. Металлургия стратегических металлов и сплавов. - М.: Теплотехник, 2008. - 504 с. - ISBN 5-9845707-4-2.
  13. Константинов В.И. Электролитическое получение тантала, ниобия и их сплавов. - М.: Металлургия, 1977. - 240 с.
  14. Носова Г.И. Фазовые превращения в сплавах титана. - М.: Металлургия, 1968. - 180 с.
  15. Mechanical alloying of β-type Ti-Nb for biomedical applications / K. Zhuravleva, S. Scudino, M.S. Khoshkhoo, A. Gebert, M. Calin, L. Schultz // Advanced Engineering Materials. - 2013. - Vol. 15, iss. 4. - P. 262-268. - doi: 10.1002/adem.201200117.
  16. Phase transformations in ball-milled Ti-40Nb and Ti-45Nb powders upon quenching from the β-phase region / K. Zhuravleva, M. Bönisch, S. Scudino, M. Calin, L. Schultz, J. Eckert, A. Gebert // Powder Technology. - 2014. - Vol. 253. - P. 166-171. - doi: 10.1016/j.powtec.2013.11.002.
  17. Сметкин А.А. Исследование эволюции порошковой интерметаллической системы «титан-алюминий» при механическом легировании и консолидации // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Машиностроение, материаловедение. - 2010. - Т. 12, № 2. - С. 22-30.
  18. Исследование взаимодействия серпентина с железом при формировании покрытий на поверхности стальных деталей / Ж.Г. Ковалевская, П.В. Уваркин, С.В. Веселов, А.И. Толмачев, М.А. Химич // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). - 2012. - № 3 (56). - С. 120-123.
  19. Шишковский И.В. Лазерный синтез функционально-градиентных мезоструктур и объемных изделий. - М.: Физматлит, 2009. - 417 с. - ISBN 978-5-9221-1122-5.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать


Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).