ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 25 № 3 2023 126 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Синтез интерметаллидов системы Ti–Fe из смесей элементарных порошков Геннадий Прибытков a, *, Антон Барановский b, Виктория Коржова c, Ирина Фирсина d, Владимир Кривопалов e Институт физики прочности и материаловедения СО РАН, пр. Академический, 2/4, Томск, 634055, Россия a https://orcid.org/0000-0002-8267-971X, gapribyt@mail.ru, b https://orcid.org/0000-0001-8800-4716, nigalisha@gmail.com, c https://orcid.org/0000-0003-0835-9264, vicvic5@mail.ru, d https://orcid.org/0000-0003-2253-0582, iris1983@yandex.ru, e https://orcid.org/0009-0003-3224-1749, krivopalov@ispms.tsc.ru Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты). 2023 Том 25 № 3 с. 126–136 ISSN: 1994-6309 (print) / 2541-819X (online) DOI: 10.17212/1994-6309-2023-25.3-126-136 Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты) Сайт журнала: http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov Введение На равновесной диаграмме железо – титан имеются два интерметаллических соединения: Fe2Ti и FeTi (рис. 1). Из интерметаллидов системы железо – титан наиболее подробно исследован монотитанид железа FeTi. Это соединение ИНФОРМАЦИЯ О СТАТЬЕ УДК554.332-971.2+661.88 История статьи: Поступила: 10 мая 2023 Рецензирование: 23 мая 2023 Принята к печати: 21 июня 2023 Доступно онлайн: 15 сентября 2023 Ключевые слова: Порошковые смеси Механоактивация синтеза Тепловой взрыв Интерметаллиды железо – титан Фазовый состав Энтальпия образования соединений Финансирование Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского научного фонда (грант № 23-2900106): «In situ синтез металломатричных композитов с субмикронной карбидной упрочняющей фазой». Благодарности Исследования частично выполнены на оборудовании ЦКП «Структура, механические и физические свойства материалов» (соглашение с Минобрнауки № 13.ЦКП.21.0034). АННОТАЦИЯ Введение. Интерметаллические соединения Fe2Ti и FeTi находят практическое применение в качестве аккумуляторов водорода (FeTi) или в качестве магнитных материалов (Fe2Ti). Из-за особенностей двойной равновесной диаграммы получение этих интерметаллидов литьем затруднено, поэтому широко используются методы порошковой металлургии в сочетании с предварительной механоактивацией порошковых смесей. Цель работы: исследовать возможность получения однофазных соединений из порошковых смесей титана и железа целевых составов. Методы исследования. Механоактивированные порошковые смеси, продукты горения и последующего отжига исследовали методами рентгенофазового анализа, оптической металлографии и растровой электронной микроскопии с определением элементного состава методом энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии. Методика исследования. Порошковые смеси в течение 20 минут подвергали механоактивации в планетарной мельнице Activator 2S при интенсивности 40g и соотношении шары/смесь, равном 20. Механоактивированные смеси нагревали в герметичном реакторе в среде аргона со средней скоростью 85 град/мин. Результаты и обсуждение. При температуре около 500 °С на термограммах с термопар, помещенных в механоактивированную смесь, появлялся резкий подъем (тепловой взрыв), свидетельствующий об экзотермической реакции в смеси. Величина подъема для состава 2Fe+Ti оказалась значительно больше, чем для состава Fe+Ti. Рентгеноструктурный анализ показал, что основным продуктом реакции для обеих смесей является соединение Fe2Ti. Преимущественное образование Fe2Ti, так же как бóльший тепловой эффект в смеси состава 2Fe+Ti, объясняется бóльшей отрицательной энтальпией образования Fe2Ti по сравнению с FeTi (–87,45 и –40,58 ккал/моль соответственно). Выводы. Высокотемпературные гомогенизирующие отжиги продуктов теплового взрыва с целью получения однофазных целевых продуктов не дали положительного результата. Содержание побочных фаз и непрореагировавших реагентов мало изменилось после отжигов. На основании полученных результатов сделан вывод о том, что термодинамический фактор (энтальпия образования интерметаллида) является основным фактором, определяющим фазовый состав продуктов синтеза в порошковых смесях титана и железа. Для цитирования: Синтез интерметаллидов системы Ti–Fe из смесей элементарных порошков / Г.А. Прибытков, А.В. Барановский, В.В. Коржова, И.А. Фирсина, В.П. Кривопалов // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2023. – Т. 25, № 3. – С. 126–136. – DOI: 10.17212/1994-6309-2023-25.3-126-136. ______ *Адрес для переписки Прибытков Геннадий Андреевич, д.т.н., главный научный сотрудник, доцент Институт физики прочности и материаловедения СО РАН, пр. Академический, 2/4, 634055, Томск, Россия Тел.: +7 (913) 860-04-49, e-mail: gapribyt@mail.ru
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1