ФАЗООБРАЗОВАНИЕ ПРИ АЛЮМИНОТЕРМИЧЕСКОМ ВОССТАНОВЛЕНИИ Ti, Nb, Gd (Y) ИЗ ОКСИДОВ

Т. В. Осинкина; Е. М. Жилина; С. А. Красиков

摘要

Сплавы на основе титана и алюминия с добавками ниобия и редкоземельных металлов (РЗМ) обладают уникальными механическими и жаропрочными свойствами, также вероятна повышенная коррозионная стойкость таких сплавов. Методом термодинамического моделирования с использованием программы HSC изучена система с расходом алюминия, варьирующимся в интервале от 0 до 100 к массе исходной шихты. Исследованы особенности фазообразования в системах А1-50ТiO2-5Nb2O5-1Y2O3 (Gd2O3). Расчет теплового баланса процесса при 1600°С и расходе 44 А1 составил-0.196 МДж на 1 кг шихты, что указывает на возможность его протекания только за счет реализации алюминотермических реакций. Восстановление титана и ниобия может протекать по реакциям через образование их оксидов низшей валентности-TiO, NbO2, NbO. Алюминотермическое восстановление гадолиния термодинамически возможно только при температурах менее 1200°С. Восстановление иттрия через взаимодействие Y2O3 с алюминием с образованием соединений A1Y, A12Y3 A1Y2 для интервала 1000-1800°С термодинамически невозможно. Результаты термодинамического моделирования взаимодействий хорошо коррелировали с данными дифференциально-термического и рентгенофазового анализов при использовании синхронного термического анализа, выполненного с помощью прибора STA449 F3 Jupiter (NETZSCH) и дифрактометра XRD-7000 (Shimadzu) с автоматическим программным управлением, соответственно. Найдено, что процесс вступает в активную фазу после появления жидкого алюминия и, видимо, сопровождается экзотермическими эффектами с образованием двойных и тройных интерметаллических соединений алюминия с редкими (Nb, Ti) и редкоземельными (Gd, Y) металлами. Трансформация диоксида титана и пентаоксида ниобия в процессе превращений, вероятно, осуществляется через последовательные и параллельные стадии образования простых и сложных оксидов с низкими степенями окисления. На начальных этапах взаимодействия алюминия с оксидами, в основном, образуются алюминиды ниобия и титана. На последующих стадиях наблюдается формирование более сложных соединений. При температурах выше 1300°С образуются тройные интерметаллические соединения Al_(43)Nb4Gd6, Ti4Al_(20)Gd и Ti4Al3Y6, Al3Ti, Al_(0.23)Nb_(0.07)Ti_(0.7) Гадолиний и иттрий в таких системах склонны к образованию сложных интерметаллидов.

ФАЗООБРАЗОВАНИЕ ПРИ АЛЮМИНОТЕРМИЧЕСКОМ ВОССТАНОВЛЕНИИ Ti, Nb, Gd (Y) ИЗ ОКСИДОВ

摘要

著录项

相关主题

期刊订阅