Fine Structure of Interphase Boundaries in Hard Alloys of the Chromium Carbide–Titanium System
https://doi.org/10.17073/1997-308X-2015-2-38-43
Abstract
The structure of interphase boundaries in hard alloys fabricated by explosive compacting of the powder mixture of chromium carbide (Cr3C2) and titanium is investigated. It is established by electron microscopy that these boundaries have a thickness of the order of 100 nm, along which, a smooth variation in the chromium and titanium content with the almost constant carbon content is observed. The structure of boundaries is nonuniform over the thickness: a layer 5–7 nm thick with an amorphous structure is detected between two crystalline interlayers. It is shown that these layers are the layers of specific «boundary phases» matching none phases of the equilibrium phase diagram of the Cr–C–Ti system.
About the Authors
A. V. Krokhalev
Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ)
Russian Federation
Russian Federation
kand. tehn. nauk, docent kafedry «Tehnologija materialov» VolgGTU (400005, g. Volgograd, pr. Lenina, 28).
V. O. Kharlamov
Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ)
Russian Federation
Russian Federation
kand. tehn. nauk, ved. inzhener Centra kollektivnogo pol'zovanija «Fiziko-himicheskie metody issledovanija» VolgGTU
S. V. Kuz’min
Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ)
Russian Federation
Russian Federation
dokt. tehn. nauk, prof., dekan fakul'teta tehnologii konstrukcionnyh materialov VolgGTU
V. I. Lysak
Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ)
Институт физики металлов (ИФМ) УрО РАН, г. Екатеринбург
Russian Federation
Russian Federation
dokt. tehn. nauk, chl.-kor. RAN, prof., zav. kafedroj «Oborudovanie i tehnologija svarochnogo proizvodstva», rektor VolgGTU
B. A. Grinberg
Институт физики металлов (ИФМ) УрО РАН, г. Екатеринбург
Russian Federation
Russian Federation
dokt. fiz.-mat. nauk, prof., gl. nauch. sotr., nauchnyj rukovoditel' otdela fiziki deformacii, laboratorii prochnosti IFM UrO RAN (620090, g. Ekaterinburg, ul. S. Kovalevskoj, 18). Tel.: (343) 378-35-72.
References
1. Pruemmer R.A., Bhat T.B., Kumar K.S., Hokamoto K. Explosive Compaction of Powders and Composites. Enfield, NH: Sci. Publ., 2006.
2. Лысак В.И., Кузьмин С.В. Сварка взрывом М.: Машиностроение, 2005.
3. Крохалев А.В., Харламов В.О., Кузьмин С.В., Лысак В.И. Закономерности формирования твердых сплавов из смесей порошков карбида хрома с титаном с использованием энергии взрыва // Изв. вузов. Порошк. металлургия и функц. покрытия. 2012. № 1. С. 32—37.
4. Крохалев А.В., Харламов В.О., Авдеюк О.А. и др. Компьютерное термодинамическое моделирование фазового состава твердых сплавов на основе карбида хрома // Изв. ВолгГТУ. 2013. Т. 16, № 8 (111). С. 24—26.
5. Поверхности раздела в металлических композитах / Под ред. А. Меткалфа. Пер. с англ. М.: Мир, 1978.
6. Гусев А.И. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии. М.: Физматлит, 2005.
7. Шабашов В.А., Овчинников В.В., Мулюков P.P. и др. Об обнаружении «зернограничной фазы» в субмикрокристаллическом железе мессбауэровским методом // Физика металлов и металловедение. 1998. Т. 85, № 3. С. 100—112.
8. Haubold T., Birringer R., Lengeler B., Gleiter H. EXAFS studies of nanocrystalline materials exhibiting a new solid state structure // Phys. Lett. A. 1989. Vol. 135, № 8-9. Р. 461—466.
9. Штанский Д.В. Просвечивающая электронная микроскопия высокого разрешения в нанотехнологических исследованиях // Рос. хим. журнал (Журн. Рос. хим. об-ва им. Д.И. Менделеева). 2002. Т. XLVI, № 5. С. 81—89.
10. Murty B.S., Datta M.K., Pabi S.K. Structure and thermal stability of nanocrystalline materials // Sadhana. 2003. Vol. 28. Pt. 1-2. February/April. Р. 23—45.
11. Keblinski P., Phillpot S. R.,Wolf D., Gleiter H. On the thermodynamic stability of amorphous intergranular films in covalent materials // J. Eur. Ceram. Soc. 1997. Vol. 80. Р. 717—732.
12. Veprek S., Reiprich S.A. A concept for the design of novel superhard coatings // Thin Solid Films. 1995. Vol. 268. Р. 64—71.
13. Шевченко В.Я., Хасанов О.Л., Юрьев Г.С., Похолков Ю.П. Наблюдение особенностей структуры ультрадисперсного состояния диоксида циркония методом дифракции синхротронного излучения // ДАН. 2001. Т. 377. № 6. С. 797—799.
14. Shtansky D.V., Levashov E.A., Sheveiko A.N., Moore J.J. Synthesis and Characterization of Ti—Si—C—N Films // Metall. Mater. Trans. 1999. Vol. 30A, № 9. Р. 2439—2447.
15. Song J., Kostka A., Veehmayer M., Raabe D. Hierarchical microstructure of explosive joints: Example of titanium to steel cladding // Mater. Sci. Eng. A. 2011. Vol. 528(6). Р. 2641—2647.
16. Ушанова Э.А., Нестерова Е.В., Петров С.Н. и др. Разработка технологии подготовки образцов для электронномикроскопических исследований нанокристаллических зон сцепления в разнородных соединениях на основе методов ионной полировки // Вопросы материаловедения. 2011. № 1(65). С. 110—117.
Review
For citations:
Krokhalev A.V., Kharlamov V.O., Kuz’min S.V., Lysak V.I., Grinberg B.A. Fine Structure of Interphase Boundaries in Hard Alloys of the Chromium Carbide–Titanium System. Powder Metallurgy аnd Functional Coatings (Izvestiya Vuzov. Poroshkovaya Metallurgiya i Funktsional'nye Pokrytiya). 2015;(2):38-43. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1997-308X-2015-2-38-43
Views:
1049
Email this article 