Preview

Powder Metallurgy аnd Functional Coatings (Izvestiya Vuzov. Poroshkovaya Metallurgiya i Funktsional'nye Pokrytiya)

Advanced search

Formation of the Structure and Phase Composition of Ti–Al–Ta-Based Materials

https://doi.org/10.17073/1997-308X-2015-2-21-29

Abstract

The experiments on the preparation of materials based on Ti–3Al–0,5Ta and 3Ti–2Al–Ta systems by self-propagating high-temperature synthesis (SHS) are performed. The influence of the composition of the initial mixture, dispersity of powders, and preliminary mechanical activation on the phase composition and structure of the SHS product are investigated. The optimal ratio of mechanically activated and initial powders in the mixture for the synthesis of materials is determined. The dependence of the structure of final products on the structure of initial powders is established. The use of porous tantalum leads to the formation of the intermetallic matrix based on titanium aluminide with the uniform distribution of Ta particles. It should be noted that tantalum powders of both series under study (which differ by dispersity and morphology) partially reacted already at the stage of mechanical activation with the formation of the Al2Ta phase. It is shown that aluminum plays the leading role in mechanical activation processes in Ti–Al–Ta reaction mixtures. Indeed, as the amount of aluminum in the reaction mixture decreases, a considerable rise of unreacted tantalum particles in the microstructure of synthesized samples is observed.

About the Authors

O. K. Kamynina
Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения (ИСМАН) РАН, г. Черноголовка, Московская обл.
Russian Federation

kand. fiz.-mat. nauk, uchenyj sekretar' ISMAN (142432, Moskovskaja obl., g. Chernogolovka, ul. Akademika Osip'jana, 8). Tel.: (496) 524-65-25.



S. A. Bozhko
Белгородский государственный национальный исследовательский университет (НИУ «БелГУ»)
Russian Federation

aspirant, inzhener centra «Nanostrukturnye materialy i nanotehnologii» NIU «BelGU» (308015, g. Belgorod, ul. Pobedy, 85).



O. D. Boyarchenko
Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения (ИСМАН) РАН, г. Черноголовка, Московская обл.
Russian Federation

ml. nauch. sotr. laboratorii fizicheskogo materialovedenija ISMAN.



S. G. Vadchenko
Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения (ИСМАН) РАН, г. Черноголовка, Московская обл.
Russian Federation

kand. fiz.-mat. nauk, ved. nauch. sotr. laboratorii dinamiki mikrogeterogennyh processov ISMAN



A. E. Sychev
Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения (ИСМАН) РАН, г. Черноголовка, Московская обл.
Russian Federation

kand. tehn. nauk, zam. direktora ISMAN



L. M. Umarov
Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения (ИСМАН) РАН, г. Черноголовка, Московская обл.
Russian Federation

kand. fiz.-mat. nauk, st. nauch. sotr. toj zhe laboratorii ISMAN.



N. V. Sachkova
Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения (ИСМАН) РАН, г. Черноголовка, Московская обл.
Russian Federation

nauch. sotr. toj zhe laboratorii ISMAN



E. V. Golosov
Белгородский государственный национальный исследовательский университет (НИУ «БелГУ»)
Russian Federation

kand. fiz.-mat. nauk, st. nauch. sotr. togo zhe centra.



A. A. Gorjajnov
Белгородский государственный национальный исследовательский университет (НИУ «БелГУ»)
Russian Federation

student togo zhe centra.



References

1. Боровинская И.П., Мержанов А.Г., Питюлин А.Н., Шехтман В.Ш. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез нитридов тантала // Процессы горения в химической технологии и металлургии. М.: ОИХФ, 1975. С. 113—118.

2. Levashov E.A., Kurbatkina V.V., Rogachev A.S. et al. Characteristic properties of combustion and structure formation in the Ti—Ta—C system // Rus. J. Non-ferrous Metals. 2008. Vol. 49, № 5. Р. 404—413.

3. Gutmanas E.Y., Gotman I. PIRAC Ti nitride coated Ti-6Al-4V head against UHMWPE acetabular cup-hip wear simulator study // J. Mater. Sci.: Mater. in Medicine. 2004. Vol. 15. Р. 327—330.

4. Shuichi Miyazaki, Hee Young Kim, Pio John S. Buenconsejo. Development of high temperature Ti—Ta shape memory alloys // 8th European Symp. on Martensitic Transformations «ESOMAT 2009» (Prague, Czech Republic, 7—11 Sept, 2009). 01003-P.1—8

5. Levashov E.A., Rogachev A.S., Kurbatkina V.V. Combustion and structure formation in the Ti—Ta—C—Ca3(PO4)2 system // Inter. J. SHS. 2007. Vol. 16, № 4. Р. 218—224.

6. Maglia F., Anselmi-Tamburini U., Doppiu S. et al. Combustion synthesis of mechanically activated powders in the Ta—Si system // J. Mater. Res. 2001. Vol. 16, № 4. Р. 1074—1082.

7. Файрбротер Ф. Химия ниобия и тантала. М.: Химия, 1972.

8. Маслов А.А., Оствальд Р.В., Шагалов В.В. и др. Химическая технология ниобия и тантала. Томск: Изд-во ТПУ, 2010.

9. Самсонов Г.В., Константинов В.И. Тантал и ниобий. М.: Металлургиздат, 1959.

10. Зеликман А.Н., Коршунов Б.Г. и др. Тантал и ниобий. М.: Металлургия, 1990.


Review

For citations:


Kamynina O.K., Bozhko S.A., Boyarchenko O.D., Vadchenko S.G., Sychev A.E., Umarov L.M., Sachkova N.V., Golosov E.V., Gorjajnov A.A. Formation of the Structure and Phase Composition of Ti–Al–Ta-Based Materials. Powder Metallurgy аnd Functional Coatings (Izvestiya Vuzov. Poroshkovaya Metallurgiya i Funktsional'nye Pokrytiya). 2015;(2):21-29. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1997-308X-2015-2-21-29

Views: 1132


ISSN 1997-308X (Print)
ISSN 2412-8767 (Online)