ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 24 № 4 2022 198 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ На первый взгляд можно предположить, что основа синтезированных частиц из смеси алюминия и обработанной стружки представляет собой металлическую матрицу с иглоподобными включениями алюминидов железа и вкраплениями оксидной фазы Al2O3 (рис. 5). Расчет соотношения фаз в синтезированном продукте показал, что заметная часть объема приходится на фазы FeAl (до 30 об. %) и Al2O3 (до 17 об. %). РСА также фиксирует свободное железо (23 об. %) и алюминий (15 об. %). Согласно карте распределения основных химических элементов (рис. 6), железо и кислород распределены по объему синтезированных частиц, также там присутствует и алюминий, но в соединении с железом FeAl или в виде оксида Al2O3. Участки с преимущественным содержанием железа преобладают непосредственно в объеме частиц, тогда как свободный алюминий сконцентрирован на их периферии (рис. 6, в). Взаимодействие обработанной стальной стружки с титаном было рассмотрено на примере состава Ti+стружка(ст45), где в отличие от предыдущей смеси основу составлял титан, а стружка являлась легирующей добавкой. В этом случае никаких экстремальных реакций не ожидалось, процесс проходил в условиях типичного твердофазного спекания. Выбранная температура спекания (1000 °С) для данного состава является невысокой, а возможная жидкая фаза (эвтектика) в системе Ti–Fe согласно равновесной диаграмме состояния образуется при 1085 °С. Поэтому в результате спекания прессовок из смеси Ti+стружка(ст45) преимущественно наблюдается титановая фаза с небольшим включением свободного железа (рис. 7). Общая картина микроструктуры спеченного материала соответствует конфигурации титановой матрицы с включениями остатков железа (рис. 7, б). Присутствующий изначально на частицах обработанной стальной стружки кислород в оксидных включениях, вероятнее всего, мигрировал в титановую матрицу, куда возможно продиффундировала и часть железа. Наличие кислорода до 2,5 % в спеченных образцах подтверждается данными элементного анализа газовых примесей, выполненного с помощью анализатора LECO ONH-836. Результаты РСА спеченных образцов состава Ti+стружка(ст45) позволяют идентифицировать титановую основу как неравновесный твердый раствор на основе α–Ti, доля которого достигает 91 об. %. Оставшаяся часть приходится на свободное железо (9 об. %) в местах расположения фрагментов частиц стальной стружки. Вариант, когда в процессе спекания порошкообразная окисленная стружка одновременно взаимодействует с титаном и алюминием, представлен на рис. 8. Соотношение компонентов допускает как инициирование перекрестного синтеза интерметаллидов, так и реакцию а б Рис. 5. Микроструктура порошкового продукта, полученного при спекании смеси Al + стружка (сталь 45): общая структура зерен порошковых частиц (а) и их внутренняя структура (б) Fig. 5. Microstructure of the powder product obtained by sintering a mixture of Al + chips (steel 45): the general grain view of powder particles (a) and the internal structure (б)
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1