cvmetИзвестия вузов. Цветная металлургияIzvestiya. Non-Ferrous Metallurgy0021-34382412-8783НИТУ "МИСИС"10.17073/0021-3438-2016-1-50-62cvmet-296Research ArticleПорошковая металлургия цветных металлов и сплавовPowder Metallurgy of Non-Ferrous Metals and AlloysПОЛУЧЕНИЕ СПЕЧЕННОГО СПЛАВА НА ОСНОВЕ ИНТЕРМЕТАЛЛИДА TIAL ЧАСТЬ 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ФОРМОВАНИЯ И СПЕКАНИЯSINTERED TIAL INTERMETALLIC ALLOY PRODUCTION. PART 2. STUDY OF MOLDING AND SINTERING PROCESSESЗайцевА. А.ZaitsevA. A.

канд. техн. наук, ст. науч. сотр. Научно-учебного центра (НУЦ) СВС МИСиС–ИСМАН,119049, г. Москва, Ленинский пр-т, 4

Cand. Sci. (Tech.), senior researcher,

119049, Moscow, Leninsky prospect, 4

aazaitsev@bk.ruКапланскийЮ. Ю.KaplanskyYu. Yul

лаборант НУЦ СВС

laboratory assistant

ykaplanscky@mail.ruСентюринаЖ. А.SentyurinaJ. A.

инженер НУЦ СВС, аспирант кафедры порошковой металлургии и функциональных покрытий (ПМиФП)

engineer of Scientific-educational centre SHS MISIS–ISMAN; postgraduate student of Department of powder metallurgy and functional coatings (PMFC) of MISIS

sentyurina_misis@mail.ruЛевашовЕ. А.LevashovE. A.

докт. техн. наук, проф., акад. РАЕН, зав. кафедрой ПМиФП МИСиС,директор НУЦ СВС МИСиС–ИСМАН

Dr. Sci. (Tech.), prof., acad. of RANS, head of Department of PMFC of MISIS;head of Scientific-educational centre SHS MISIS–ISMAN

levashov@shs.misis.ruКасимцевА. В.KasimtsevA. V.

докт. техн. наук, директор, 300041, г. Тула, ул. Фрунзе, 9;

профессор кафедры физики металлов и материаловедения ТулГУ, 300012, г. Тула, пр-т Ленина, 92

Dr. Sci. (Tech.), head, 300041, Tula, Frunze str., 9;

prof., Department of physics of metals and metallography, 300012, Tula, Prospect Lenina, 92

metsintez@yandex.ruПогожевЮ. С.PogozhevYu. S.

канд. техн. наук, ст. науч. сотр. НУЦ СВС

Cand. Sci. (Tech.), senior researcher of Scientific-educational centre SHS MISIS–ISMAN

pogozhev@rambler.ruЮдинС. Н.YudinS. N.

инженер, аспирант кафедры физики металлов и материаловедения

engineer, postgraduate student of Department of physics of metals and metallography

Sergey-USN@mail.ruСвиридоваТ. А.SviridovaT. A.

канд. физ.-мат. наук, науч. сотр. Центра композиционных материалов

Cand. Sci. (Phys.-Math.), research assistant of Centre of composite materials

tim-17@yandex.ruМаляровА. В.MalyarovA. V.

инженер

engineer

vascko.andr@yandex.ruНациональный исследовательский технологический университет «МИСиС»РоссияScientific-educational centre SHS MISIS–ISMANRussian FederationНациональный исследовательский технологический университет «МИСиС»РоссияMISISRussian FederationООО «Метсинтез»; Тульский государственный университетРоссияLLC «Metsintez»; Tula State UniversityRussian FederationТульский государственный университетРоссияTula State UniversityRussian FederationООО «Метсинтез»РоссияLLC «Metsintez»Russian Federation201627022016015062Copyright © Зайцев А.А., Капланский Ю.Ю., Сентюрина Ж.А., Левашов Е.А., Касимцев А.В., Погожев Ю.С., Юдин С.Н., Свиридова Т.А., Маляров А.В., 20162016Зайцев А.А., Капланский Ю.Ю., Сентюрина Ж.А., Левашов Е.А., Касимцев А.В., Погожев Ю.С., Юдин С.Н., Свиридова Т.А., Маляров А.В.Zaitsev A.A., Kaplansky Y.Y., Sentyurina J.A., Levashov E.A., Kasimtsev A.V., Pogozhev Y.S., Yudin S.N., Sviridova T.A., Malyarov A.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://cvmet.misis.ru/jour/article/view/296

Предложена комплексная технология производства электродов из порошкового сплава на основе алюминида титана TiAl, включающая следующие стадии: получение порошкового сплава методом гидридно-кальциевого восстановления, обработка порошка в шаровой твердосплавной мельнице с добавлением Y2O3 в качестве модификатора структуры, гидростатическое формование и спекание заготовки. На экспериментальных образцах изучены процессы формования и спекания, исследована микроструктура сплава на всех этапах технологической цепочки. По данной технологии получен электрод для плазменного центробежного распыления гранул.

An integrated process for producing electrodes of TiAl-based powder alloy is proposed with the following stages: powder alloy production by hydride-calcium recovery, powder treatment in a carbide ball mill with Y2O3 added as a structure modifier, workpiece hydrostatic molding and sintering. Experimental samples were used to study molding and sintering processes and examine alloy microstructure at all stages of the processing chain. An electrode for plasma centrifugal disintegration of granules was produced using this technology.

алюминид титанамодифицированиеструктураэлектродформованиеспеканиепримесипористостьtitanium aluminidemodificationstructureelectrodemoldingsinteringimpuritiesporosityМинистерство образования и науки РФ, ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям научно-технологического комплекса России на 2014—2020 годы»ReferencesДовбыш В.М., Забеднов П.В., Зленко М.А. Аддитивные технологии и изделия из металла // Библиотечка литейщика. 2014. No. 9. С. 14—71.Dovbysh V.M., Zabednov P.V., Zlenko M.A. Additivnye tekhnologii i izdeliya iz metalla [Additive technology and metal products]. Bibliotechka liteishchika. 2014. No. 9. P. 14—71.Gibson I., Rosen D.W., Stucker B. Additive manufacturing technologies: Rapid prototyping to direct digital manufacturing. N.Y.: Springer, Science & Business Media, 2009.Gibson I., Rosen D.W., Stucker B. Additive Manufacturing Technologies: Rapid Prototyping to Direct Digital Manufacturing. Science & Business Media. New York:CompMechLab® Hi-Tech News. URL: http://fea.ru/news/6109 (дата обращения 29.10.2015).Springer, 2009. 3. CompMechLab® Hi-Tech News. URL: http://fea.ru/news/6109 (accessed: 29.10.2015).Логачева А.И., Сентюрина Ж.А., Логачев И.А. Аддитивные технологии производства ответственных изделий из металлов и сплавов (обзор) // Перспект. материалы. 2015. No. 4. C. 5—16.Logacheva A.I., Sentyurina Zh.A., Logachev I.A. Additivnye technologii proizvodstva otvetstvennykh izdelii iz metallov i splavov (obzor) [Additive manufacturing technology of responsible products from metals and alloys (a review)]. Perspektivnye materialy. 2015. No. 4. P. 5—16.Gu D.D., Meiners W., Wissenbach K., Poprawe R. Laser additive manufacturing of metallic components: materials, processes and mechanisms // Int. Mater. Rev. 2012. Vol. 57 (3). P. 133—164.Gu D.D., Meiners W., Wissenbach K., Poprawe R. Laser additive manufacturing of metallic components: materials, processes and mechanisms. Int. Mater. Rev. 2012. Vol. 57 (3). P. 133—164.Song B., Dong S., Zhang B., Liao H., Coddet C. Effects of processing parameters on microstructure and mechanical property of selective laser melted Ti6Al4V // Mater. Design. 2012. Vol. 35. P. 120—125.Song B., Dong S., Zhang B., Liao H., Coddet C. Effects of processing parameters on microstructure and mechanical property of selective laser melted Ti6Al4V. Mater. Design. 2012. Vol. 35. P. 120—125.Song B., Dong S., Coddet P., Liao H., Coddet C. Fabrication and microstructure characterization of selective laser melted FeAl intermetallic parts // Surf. Coat. Technol. 2012. Vol. 206. P. 4704—4709.Song B., Dong S., Coddet P., Liao H., Coddet C. Fabrication and microstructure characterization of selective laser melted FeAl intermetallic parts. Surf. Coat. Technol. 2012. Vol. 206. P. 4704—4709.Wang Z., Guana K., Gaoa M. The microstructure and mechanical properties of deposited-IN718 by selective laser melting // J. Alloys Compd. 2012. Vol. 513. P. 518—523.Wang Z., Guana K., Gaoa M. The microstructure and mechanical properties of deposited-IN718 by selective laser melting. J. Alloys Compd. 2012. Vol. 513. P. 518—523.Angelo P.C., Subramanian R. Powder metallurgy / Science, Technology and Applications. New Delhi: PHI Learning Pvt. Ltd, 2008.Angelo P.C., Subramanian R. Powder metallurgy. Science, Technology and Applications. New Delhi: PHI Learning Pvt. Ltd, 2008.Donachie M.J., Donachie S.J. Superalloys: A Technical guide. Cleaveland, OH: American Society for Metals, 2002.Donachie M.J., Donachie S.J. Superalloys: A Technical guide. Cleaveland, OH: American Society for Metals, 2002.Behúlová M., Mesárošová J., Grgač P. Analysis of the influence of the gas velocity, particle size and nucleation temperature on the thermal history and microstructure development in the tool steel during atomization // J. Alloys Compd. 2014. Vol. 615. P. 217—223.Behúlová M., Mesárošová J., Grgač P. Analysis of the influence of the gas velocity, particle size and nucleation temperature on the thermal history and microstructure development in the tool steel during atomization. J. Alloys Compd. 2014. Vol. 615. P. 217—223.Yolton C.F., Froes F.H. Titanium powder metallurgy / Science, Technology and Applications. Oxford: Elsevier, 2015.Yolton C.F., Froes F.H. Titanium powder metallurgy. Science, Technology and Applications. Oxford: Elsevier, 2015.Neikov O., Naboychenko S., Mourachova I., Gopienko V., Frishberg I., Lotsko D. Handbook of non-ferrous metal powders / Technologies and Applications. Oxford: Elsevier, 2009.Neikov O., Naboychenko S., Mourachova I., Gopienko V., Frishberg I., Lotsko D. Handbook of non-ferrous metal powders. Technologies and Applications. Oxford: Elsevier, 2009.Ahsan M.N., Pinkerton A.J., Moat R.J., Shackleton J. A comparative study of laser direct metal deposition characteristics using gas and plasma-atomized Ti—6Al—4V powders // Mater. Sci. Eng. 2011. Vol. 528. P. 7648—7657.Ahsan M.N., Pinkerton A.J., Moat R.J., Shackleton J. A comparative study of laser direct metal deposition characteristics using gas and plasma-atomized Ti—6Al—4V powders. Mater. Sci. Eng. 2011. Vol. 528. P. 7648—7657.Ahsan M.N., Pinkerton A.J., Laiq A. A comparison of laser additive manufacturing using gas and plasma-atomized Ti—6Al—4V powders / Innovative Developments in Virtual and Physical Prototyping. London: Taylor & Francis Group, 2012.Ahsan M.N., Pinkerton A.J., Laiq A. A comparison of laser additive manufacturing using gas and plasma-atomized Ti—6Al—4V powders. Innovative Developments in Virtual and Physical Prototyping. London: Taylor & Francis Group, 2012.Zhao X., Chen J., Lin X., Huang W. Study on microstructure and mechanical properties of laser rapid forming Inconel 718 // Mater. Sci. Eng. A. 2008. Vol. 478. P. 119—124.Zhao X., Chen J., Lin X., Huang W. Study on microstructure and mechanical properties of laser rapid forming Inconel 718. Mater. Sci. Eng. A. 2008. Vol. 478. P. 119—124.Qi H., Azer M., Ritter A. Studies of standard heat treatment effects on microstructure and mechanical properties of laser net shape manufactured Inconel 718 // Metall. Mater. Trans. A. 2009. Vol. 40. P. 2410—2422.Qi H., Azer M., Ritter A. Studies of standard heat treatment effects on microstructure and mechanical properties of laser net shape manufactured Inconel 718. Metall. Mater. Trans. A. 2009. Vol. 40. P. 2410—2422.Москвичев Ю.Л., Панин В.И., Агеев С.В. Гранульные композиты и эффективность их применения // Act. Conf. 2011. No. 1 (70). C. 44—48.Moskvichev Yu.L., Panin V.I., Ageev S.V. Granul’nye kompozity i effektivnost’ ikh primeneniya [Granules composites and effectiveness of their performance]. Actual Conference. 2011. No. 1 (70). P. 44—48.Liu X., Gong K., Zhang Z., Tang L.Z. NiAl—Cr(Mo) biphase eutectic crystal intermetallic compound modified by Ta: Пат. 100497700 (CN). 2007.Liu X., Gong K., Zhang Z., Tang L.Z. NiAl—Cr(Mo) biphase eutectic crystal intermetallic compound modified by Ta: Pat. 100497700 (CN). 2007.Касимцев А.В., Юдин С.Н., Свиридова Т.А., Маляров А.В., Зайцев А.А, Сентюрина Ж.А., Капланский Ю.Ю., Погожев Ю.С., Левашов Е.А. Получение спеченного сплава на основе интерметаллида TiAl. Ч. 1. Гидридно-кальциевая технология получения и свойства порошкового сплава Ti—47Al—2Nb—2Cr // Изв. вузов. Цвет. металлургия. 2015. No. 4. C. 63—68.Kasimtsev A.V., Yudin S.N., Sviridova T.A., Malyarov A.V., Zaitsev A.A, Sentyurina Zh.A., Kaplanskii Yu.Yu., Pogozhev Yu.S., Levashov E.A. Poluchenie spechennogo splava na osnove intermetallida TiAl. Chast’ 1. Gidridnokal’tsievaya tekhnologiya polucheniya i svoistva poroshkovogo splava Ti—47Al—2Nb—2Cr [Producing a sintered alloy based on intermetallic compounds TiAl. Part 1: Calcium-hydride technology of obtaining and properties of powder alloy Ti—47Al—2Nb—2Cr]. Izv. vuzov. Tsvet. metallurgiya. 2015. No. 4. P. 63—68.Liu C.T., Schneibel J.H., Maziasz P.J., Wright J.L., Easton D.S. Tensile properties and fracture toughness of TiAl alloys with controlled microstructures // Intermetallics. 1996. Vol. 4. P. 429—440.Liu C.T., Schneibel J.H., Maziasz P.J., Wright J.L., Easton D.S. Tensile properties and fracture toughness of TiAl alloys with controlled microstructures. Intermetallics. 1996. Vol. 4. P. 429—440.Appel F., Oehring M., Wagner R. Novel design concepts for gamma-base titanium aluminide alloys // Intermetallics. 2000. No. 8. P. 1283—1312.Appel F., Oehring M., Wagner R. Novel design concepts for gamma-base titanium aluminide alloys. Intermetallics. 2000. No. 8. P. 1283—1312.Clemens H., Wallgram W., Kremmer S., Güther V., Otto A., Bartels A. Design of Novel β-solidifying TiAl alloys with adjustable β/B2-phase fraction and excellent hot-workability // Adv. Eng. Mater. 2008. No. 10. P. 707—713.Clemens H., Wallgram W., Kremmer S., Güther V., Otto A., Bartels A. Design of Novel β-solidifying TiAl alloys with adjustable β/B2-phase fraction and excellent hotworkability. Adv. Eng. Mater. 2008. No. 10. P. 707—713.Имаев В.М., Имаев Р.М., Оленева Т.И. Современное состояние исследований и перспективы развития технологий интерметаллидных γ-TiAl сплавов // Письма о материалах. 2011. T. 1. No. 1. С. 25—31.Imaev V.M., Imaev R.M., Oleneva T.I. Sovremennoe sostoyanie issledovanii i perspektivy razvitiya tekhnologii intermetallidnykh γ-TiAl splavov [The current state of research and prospects for the development of technologies intermetallic γ-TiAl alloys]. Pis’ma o materialakh. 2011. Vol. 1. No. 1. P. 25—31.Деменок А.О., Ганеев А.А. Физико-химические методы выбора легирующих элементов для системы Al—Ti // Ползуновский альманах. 2011. No. 4. С. 10—13.Demenok A.O., Ganeev A.A. Fiziko-himicheskie metody vybora legiruуushhih elementov dlya sistemy Al—Ti [Physical and chemical methods of choice of the alloying elements for Al—Ti system]. Polzunovskij al’manah. 2011. No. 4. P. 10—13.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.