Mechaniczne wytwarzanie stopów na osnowie faz międzymetalicznych z układu Ti-Al-Nb i ich charakterystyka

Abstract

Celem pracy było wytworzenie i charakterystyka stopów na osnowie faz międzymetalicznych z układu $Ti-Al-Nb$. Składy chemiczne wszystkich badanych stopów zostały dobrane tak, że po prasowaniu i spiekaniu otrzymano materiał lity wielofazowy z plastycznym roztworem stałym, fazą międzymetaliczną oraz dyspersyjną fazą tlenkową. Składy chemiczne badanych stopów dobrano również tak, aby nie tworzyła się bardzo krucha faza $Nb_{2}Al$. Wykorzystanie wielu nowoczesnych metod badawczych takich jak rentgenowska analiza fazowa, skaningowa mikroskopia elektronowa (SEM SE, SEM BSE, EDS), transmisyjna mikroskopia elektronowa (mikrostruktura, dyfrakcje elektronowe, EDS) pozwoliły na wyczerpującą charakterystykę zarówno otrzymanych metodą mechanicznej syntezy proszków, jak również materiałów po mieleniu i konsolidacji. Wykazano, że metoda mechanicznej syntezy w połączeniu z odpowiednią metodą konsolidacji umożliwiły uzyskanie materiału drobnoziarnistego z równomiernie rozmieszczonym dyspersoidem tlenkowym. Analiza szeregu własności mechanicznych badanych stopów wykazała, że odpowiednio dobrany skład chemiczny, metoda wytwarzania i konsolidacji przyczyniły się do tego, że otrzymane stopy charakteryzują się bardzo dobrą wytrzymałością i zadawalającą dla tej wytrzymałości odpornością na pękanie.

The main aim of this work was to produce and characterize intermetallic alloys from $Ti-Al-Nb$ phase diagram. Chemical compositions of all investigated alloys were choosen on the base of Ti-Al-Nb phase diagram, in order to obtain multiphase consolidated alloys. All intermetallic alloys after milling and hot pressing were composed of three phases: niobium solid solution $(Nb_{ss})$, intermetalic $(Nb_{3}Al)$ and oxide dispersoid $(TiO)$. Chemical composition of the alloys was also selected in order not to get very brittle $Nb_{2}Al$ intermetallic phase. Using many modern investigative methods such a X-ray diffraction analysis, scanning electron microscopy (SEM SE, SEM BSE, EDS), transmission electron microscopy (microstructure, electron diffraction, EDS) allowed us to characterize materials both after milling and after milling and consolidation. It has been shown that mechanical alloying followed by hot pressing allowed to obtain fine grained material with uniformly distributed dispersoid. Mechanical properties measurements showed that proper chemical composition and method of producing alloys connected with hot pressing, contributed to the very good strength and satisfactory fracture toughness of the investigated alloys.