Способ получения изделий из соединений титана с алюминием Советский патент 1993 года по МПК B22F3/16 C22C1/04 

Изобретение относится к способу получения неорганических однофазных соединений, в частности легких конструкционных. и теплостойких элементов, которые могут найти применение в авиационной, ракетной, химической и инструментальной промышленности.

Целью изобретения является получение однофазного продукта TiAl, упрощение и удешевление процесса.

Поставленная цель достигается тем, что в способе получения изделий из соединения титана с алюминием согласно изобретению: исходные компоненты предварительно уплотняют при 0,05-0,07 кбар, полученную заготовку нагревают со скоростью 5-12 град/мин до температуры 500-550°С, высокотемпературное реагирование компонентов иницииру- ют в режиме горения при атмосферном давлении, а окончательное компактирование проводят с усилием 0,1-0,15 кбар.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Исходную смесь предварительно уплотняют при усилиях 0,05-0,07 кбар для того, чтобы высокотемпературное реагирование компонентов осуществить в режиме горения. Нагрев проводят со скоростью 5-12 град/мин до температуры 500-550°С для стабилизации и улучшения параметров горения. Для окончательного компактирования достаточно усилия 0,1-0,15 кбар, так как сразу после высокотемпературной реакции компонентов, в режиме горения, развивается высокая температура 1150-1200°С и конечный продукт находится в полужидком состоянии. После выполнения перечисленных технологических параметров в заявляемом способе получают изделия из однофазного соединения TIAI,

По данным микрорентгеноспектрально- го анализа материал гомогенный, максимальный размер зерна не превышает 13,ы и представляет собой фазу TiAl. Получение изделия из соединения TiAl в режиме горения реализуется на следующих примерах.

Ё

00

о оэ ю

ON

ел

Пример 1. Исходную смесь компонентов титана и алюминия стехиометриче- ского состава из расчета получения соединения TIAI смешивают в течение 8-10 ч. Смесь в количестве 0,1 кг предварительно уплотняют при усилии 0,06 кбар. Полученную заготовку нагревают в инертной атмосфере, например, в аргоне со скоростью 12 град/мин до температуры 500°С. Высокотемпературное реагирование компонентов инициируют в режиме горения с помощью вольфрамовой спирали, при атмосферном давлении, после чего в течение 1-2 с материал окончательно компактируют с усилием 0,12 кбар.

По данным рентгенофазового и микро- рентгеноспектрального анализов конечный продукт представляет собой гомогенный материал состоящий из фазы TIAI, а размер зерна не превышает 13 .

П р и м е р 2. Исходную смесь компонентов титана и алюминия стехиометриче- ского состава из расчета получения соединения TIAI смешивают в течение 8-10 ч. Смесь в количестве 0,1 кг предварительно уплотняют при усилии 0,05 кбар. Полученную заготовку нагревают в инертной атмосфере, например, в аргоне со скоростью 9 град/мин до температуры 520 °С. Высокотемпературное реагирование компонентов инициируют в режиме горения с помощью вольфрамовой спирали, при атмосферном давлении, после чего в течение 1-2 с материал окончательно компактируют при усилии 0,1 кбар.

По данным рентгенофазового и микро- рентгеноспектрального анализов продукт представляет собой гомогенный материал, состоящий из фазы TIAI, а размер зерна не превышает 15//.

0

Пример 3. Исходную смесь компонентов титана и алюминия стехиометриче- ского состава из расчета получения соединения TIAI смешивают в течение 8-10 ч. Смесь в количестве 0,1 кг предварительно уплотняют при усилии 0,07 кбар. Полученную заготовку нагревают в инертной атмосфере, например, в аргоне со скоростью 5 град/мин до температуры 550 °С. Высокотемпературное реагирование компонентов инициируют в режиме горения с помощью вольфрамовой спирали, при атмосферном давлении, после чего в течение 1-2 с материал окончательно компактируют при усилии

5 0,15 кбар.

По данным рентгенофазового и микро- рентгеноспектрального анализов конечный продукт представляет собой гомогенный материал, состоящий из фазы TiAl, а размер

0 зерна не превышает 15/.

Формула изобретения

Способ получения изделий из соединений титана с алюминием, включающий смешивание исходных компонентов, предварительное уплотнение, высокотемпературное реагирование в инертной атмосфере и окончательное компактирование, отличающийся тем, что, с целью получения однофазного продукта TiAl, упрощения и удешевления процесса, предварительное уплотнение проводят при усилии 0,05-0,07 кбар, после чего осуществляют нагрев со

скоростью 5-12°/мин до 500-550°С, высокотемпературное реагирование проводят в режиме горения при атмосферном давлении, а окончательное компактирование ведут с усилием 0,1-0,15 кбар.

Сущность изобретения: исходную смесь компонентов титана и алюминия стехиомет- рического состава из расчета получения соединения TiAl смешивают в течение 8-10 ч. Смесь в количестве 0,1 кг предварительно уплотняют при усилии 0,06 кбар. Полученную заготовку нагревают в инертной атмосфере например в аргоне, со. скоростью 12 град/мин до температуры 500°С. Высокотемпературное реагирование компонентов инициируют в режиме горения с помощью вольфрамовой спирали при атмосферном, давлении, после чего в течение 1-2 с материал окончательно компактируют с усилием 0,12 кбар.