Obrabotka Metallov. 2016 no. 4(73)

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 4 (73) 2016 38 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ ности частиц-агломератов. При времени обра- ботки 5 мин разброс значений концентрации Nb составляет 23…35 %. При времени обработки 20 мин – 32…40 %. Следовательно, с увеличени- ем времени обработки взаимная растворимость компонентов друг в друге увеличивается. Это подтверждают результаты картирования. При времени активации 5 мин среднее количество Nb на поверхности частиц составляет 33 % и при увеличении времени активации до 20 мин воз- растает до 37 %. Время обработки 25 мин дает тот же результат. Механическая активация приводит к измене- нию фазового состава сплава. На дифрактограм- мах порошков-агломератов максимальная интен- сивность характерна для пиков β-TiNb (рис. 5). Пики α-Ti присутствуют на дифрактограммах порошка, обработанного в интервале времени до 15 мин. С увеличением времени обработки их интенсивность снижается. На дифрактограм- ме порошка, обработанного в течение 20 мин, пики α-Ti исчезают. Таким образом, в порошке, механически активированном в течение 20 мин, рентгеноструктурно идентифицируется только одна фаза – твердый раствор Ti и Nb – β-TiNb (рис. 5). При механической активации порошка на- блюдается уширение пиков основной β-фазы, что свидетельствует об увеличении количе- ства дефектов кристаллического строения и формировании внутренних напряжений. Подобные структурные превращения харак- терны для процессов, сопровождающихся Рис. 5. Дифрактограммы порошка, полученного ме- ханической активацией: а – в течение 5 мин; б – 10 мин; в – 15 мин; г – 20 мин интенсивной пластической деформацией, к которым и относится механическая актива- ция [3]. Обсуждение результатов Анализ РЭМ-изображений и гранулометри- ческих данных получаемых порошков показал, что форма и размер исходных частиц порошка Ti и Nb способствуют их смешиванию даже при ручном растирании в ступке. Более мелкие осколочные частицы Nb проникают в полости и углубления губчатых частиц Ti, равномер- но распределяясь по их поверхности и внутри агломерированных фрагментов. Отсутствие сегрегации порошков двух исходных металлов обеспечивает их быстрое успешное взаимодей- ствие и диффузию при последующей механиче- ской активации. Механическая активация в течение 3 и 5 мин создает условия для формирования агломера- тов чешуйчатой формы. При этом средний раз- мер частиц несколько снижается, скорее всего, за счет «долома» исходных агломерированных фрагментов. Увеличение времени активации в интервале от 10 до 20 мин приводит к формиро- ванию в получаемом порошке частиц-окатышей равноосной формы большего размера. В этом же временном интервале снижается выход порошка, что требует введения АКП для очистки барабана. Самые значительные изменения в форме и в раз- мере получаемого порошка связаны с временем активации 25 мин. Порошок значительно измель- чается, снижается разброс гранулометрического состава. Так, при изменении времени активации с 20 на 25 мин средний размер частиц уменьшается более чем в два раза – с 66 до 28 мкм. При механической активации порошка на воздухе, описанной в работе [17], наблюдалась та же зависимость изменения формы и размера активированных частиц с той лишь разницей, что указанные превращения происходили при меньшем времени активации и получаемые ча- стицы порошка во всем временном интервале обработки имели меньший размер. При актива- ции на воздухе частицы приобретали средний размер 33 мкм при времени обработки 10 мин, а при 20 мин их размер снижался до 18 мкм. Как показали дальнейшие исследования, увеличение времени обработки до 30 мин приводило к ста-