399 / 530
Актуальные проблемы в машиностроении. 2016. №3
Материаловедение
в машиностроении
____________________________________________________________________
399
применение перед γ-облучением предварительной механоактивиционной обработки
порошковой смеси, за счет которой система уже переходит в неравновесное состояние, с
избыточной энергией. Эволюция структурных и фазовых переходов при совмещении
методов механоактивационной обработки и γ–облучения малоизучены и требуют
дополнительной информации для понимания и выявления их особенностей. Такой подход к
получению новых структурных состояний может быть использован в качестве
технологического приема для модифицирования нанокомпозитных смесей [9-10]. Объектом
настоящих исследований выбрана система Ti-Al, поскольку алюминиды титана и сплавы на
их основе находят широкое применение для конструкций и деталей, работающих в
экстремальных условиях [11].
Таким образом, целью настоящей работы является исследования влияния
предварительной механоактивационной обработки на структурно-фазовое состояние
компонентов порошковой смеси состава Ti+Al при воздействии разных доз γ-облучения.
Методика экспериментального исследования
В качестве объектов исследования использовались порошки титана ПТХ со средним
размером частиц 50±10 мкм и порошки алюминия АСД - 1 со средним размером 12 мкм.
Приготавливалась простая механическая смесь в соотношении: Al50мас.%+Ti50мас.%. Далее
проводилась механоактивация исходной порошковой смеси в течение 7 мин. на планетарной
шаровой мельнице АГО–2, объем цилиндров 160 см
3
, центростремительное ускорение 40 g.
Отношение массы мелющих тел к массе исходного сырья 1:20. Для защиты от окисления, из
цилиндров откачивался воздух, затем они заполнялись аргоном при давлении 0,3 МПа.
После механической активации порошки извлекались из цилиндров в специальном боксе, в
аргоновой атмосфере [12, 13]. Затем из порошковой механоактивированной смеси на
лабораторном прессе изготавливались образцы диаметром 10 мм и высотой 5 мм.
Прессование проводилось при комнатной температуре с нагрузкой 40 кН. На следующем
этапе экспериментальные образцы облучались γ–квантами с набором дозы на установке
«Исследователь» (изотоп
60
Со). Дозы облучения составляли: 2х10
5
рад., при t
обл.
=30 мин.,
5х10
5
рад., при t
обл.
=72 мин., 1х10
6
рад., при t
обл.
=150 мин.
Структурно-фазовый анализ образцов проводился на дифрактометре ДРОН-6,
CuK
(
=1,5418 A). Дифрактограммы всех образцов регистрировались в идентичных
условиях, что позволило более корректно сравнивать полученные величины. Для расчета
параметров тонкой структуры использовалась программа Size&Strain пакета PDWin, с
поправками на приборное уширение. Размеры кристаллитов и микродеформаций
рассчитывались как коэффициенты системы уравнений с помощью метода наименьших
квадратов.
Результаты и обсуждение
На рис.1 приведены дифрактограммы порошковых смесей состава Ti50мас.%+
Al50мас.%, снятых на всех этапах исследования.
После механоактивации исходной порошковой смеси, значительно снижаются
интенсивности дифракционных максимумов обоих компонентов, происходит их уширение и
повышение диффузионного фона (рис.1а, б), возникающие в результате измельчения зерна и
наличия микродеформаций, которые формируются в процессе механообработки.
Дополнительные соединения после механоактивации не образуются. После γ-облучения
дозами 2*10
5
рад и 5*10
5
рад (рис.1в,г) происходит увеличение интенсивности отражений