Жаростойкость интерметаллических соединений в системах ниобий-алюминий-хром и ниобий-алюминий-железо тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.01 ВАК РФ
Ибрагим Эль Сайед Ахмед
АВТОР
|
||||
кандидата химических наук
УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ
|
||||
Москва
МЕСТО ЗАЩИТЫ
|
||||
1995
ГОД ЗАЩИТЫ
|
|
02.00.01
КОД ВАК РФ
|
||
|
Р Г Б ОД
/ СЕН 1995
МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА, ОРДЕНА ТРУДОВОГО РОВНОГО ЗНАМЕНИ, И ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ М.В. ЛОМОНОСОВА
Химический факультет
На правах рукописи
ИБРАГИМ ЭЛЬ САЙЕД АХМЕД
ЖАРОСТОЙКОСТЬ ИНТЕРМЕТАЛЛИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ В СИСТЕМАХ НИОБИЙ-АЛЮМИНИЙ-ХРОМ И НИОБИЙ-АЛЮМИНИЙ-ЖЕЛЕЗО.
(02.00.01 - Неорганическая химия)
Автореферат диссерташш на соискание ученой степени кандидата химических наук
Москва 1995
Работа выполнена на кафедре общей х;оош Химического факультета Московского Государственного универс;ггета им. М.В. Ломоносова
Научные руководители: доктор химических наук,
профессор Л.Л. МЕШКОВ кандидат химических Н2\>\, с.н.с. С.Н. НЕСТЕРЕНКО
Официальные оппоненты:
доктор технических наук, вед. научн. сотр. ПОЛЯКОВА ВИКТОРИЯ ПЕТ! доктор х;1мических наук, профессор ЯРОСЛАВЦЕВ АНДРЕЙ БОРИСОВ1Г
Ведущая организация: Центральный институт авиационного моторострс им. П. И. Баранова
Зашита состоится "_" сентября 1995 г. з_часов_минут на заседай
Слецна.-Евированного Совета К 058.05.59 по химическим наукам г Московском Государственном университете им. М. В. Ломоносова п адресу: 117234, Москва, Ленинские горы, МГУ, Химический факулы гуд. ¿¿5.
-Автореферат разослан "_" августа 1995 г.
Ученый секретарь Спецнатширозанного
Совета, кандидат химических наук, доцент Л .А.КУЧЕРЕ!
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуачьность темы: Развитие современной техники предъявляет врастающие требования к. конструкпио:-ыым материалам. От них требуется шельная и надежная работа з условиях высокий температур и давлений, рессизных сред, высоких динамических и статических нагрузок. Наиболее ироко используемыми в различных экстремальных условиях материалами >ка остаются металлические сплавы. Это обусловило повышенный интерес к >аым материалам на металл;¡ческой осноге, так™ как интерметаллические »единения (ИМС).
Никелевые и титановые су пер с ала вы, применяющиеся в большинстве лсокотемлературных двигательных установок, газовых турбин, гиакосмических устанозок, имеют вполне определенный предел ¡пользования, в частности, по плотности и температуре плавления, что делает стуальным поиск и разработку альтернативных материалов.
Триалюмннид ниобия \bAlj с упорядоченной ООи структурой з астоящее время рассматривается в качестве основы потенциальных ысокотемпературных конструкционных материалов вследствие его низкой лотностн (р=£,5 г/см3) и высокой жаростойкости. Высказывается мнение, что ^авес-фазы №эСг2 и ГЧЬРег, обладающие высокими температурами плавления зыше 1800 К) и достаточной механической прочностью, могут рассматривать-я в качестве жаростойких конструкционных материалов.
Одной из наиболее важных проблем материаловедения является защита т окисления, поэтому актуальной также является разработка амоформирующихся защитных покрытий из ИМС, которые позволят полнее [спользовать конструкционный потенциал жаропрочных сплавов. Терспективными вариантами таких покрытий могут быть алюмшиды, характеризующиеся хорошей жаростойкостью.
Прогноз структурных изменений, происхэдгщта при высокотемперату ной эксплуатации материалов, может быть успешно проведен на основан комплексных исследований взаимодействуй возможных компонентов сплаг на шггерметаллической основе. Поэтому цель настоящей работы состояла к в изучении кннепгки и механизма окисления при высокой температуре сплав на основе интермет&тт.гческих соединений, так и в уточнении строен фазовых диаграмм А1-№-{Ре, Сг}, сведенги о которых противоречивы. Научная новизна. В настоящей работе впервые:
- Епучена кинетика окисле н;ш интерметаллических сплавов тройных сиги №-А1-{Сг, Ре} при 1173-1373 К;
- с использованием комплекса методов физико-химического анализа уточнен фазовые равновесия в сплавах тройных систем № - А1 - С' и № - А1 - Бе ш 1273 К;
- определен фазовый состав и механизм формирования оксидной окалин! образующейся при температурах 1173-1373 К на интерметалл ическ[ соединениях ниобия с алюминием, хромом и железом;
- показана возможность получения жаростойких композиций на осно! триалюмишвда ниобия с добавками железа и хрома.
Практическое значение работы. Данные о строении изотермически сечений тройных систем алюминий-шюб!1й-хром и алюминий-ниобий-железс полученные в настоящей работе, необходимы в качестве справочног материала для исследователей, работающих в области конструкционны материалов для авиакосмического к наземного двигателестроения, химическог и энегетического машиностроения.
Изучение высокотемпературного окисления сплавов на основе !ЧЬА] позволяет рекомендовать их легирование . железом для повышени жаростойкости алюмшшдных покрытий при температурах 1173-1273 К.
По результатам, полученным в настоящей работе, сделано заключение о кности создания сплавов с высоким сопротивлением к окислению- на базе фаз Ре2ГЧЬ и СггКЬ.
На защиту выносятся следующие положения:
1. Фазовые равновесия в системах алюминий-ниобий-хром и алюминий-й-железо при 1273 К.
2. Данные о кинетике окисления А13!ЧЬ, А1[ЧЬ2, Fe2Nb и Сг2№ на 1е при 1173-1373 К и механизме формирования окалины.
3. Сведения о влиянии легирования на кинетические параметры .©температурного окисления ИМС на основе АЬ№э, Ре2Г% и Сгг№>. Апробация работы. Результаты работы доложены и обсуждены на йской научно-технической конференции "Новые материалы и технологии построения" (Москва, 1993 г.), а также на 4 Международной ;ренции по композиционным материалам (Москва, 1994 г.). Публикации. По материалам диссертации опубликовано и послано в ь 5 статей и тезисы доклада.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, ¡а литературы, экспериментальной части и обсуждения результатов, юз, списка литературы и приложений.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ. ВВЕДЕНИЕ. В данном разделе обоснованы актуальность работы и выбор :тоз исследования, сформулированы цель н задачи. Показаны научная ;на и практическая ценность работы.
ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ. В этой чести работы кратко обсуждается современное состояние теории оки:ленш и;га.тл:1ческ;1л сх^нон интерметаллических соединений. Во второй части обзора рассмогр экспериментальные данные по высокотемпературному окисле интерметаллических соединений, образованных алюминием с титаном, ниоб и никелем.
В третьей части обзора лтературы проведен анализ имеюпц экспериментальных данных о диаграммах состояния двойных систем, входя! в тройные ниобий-алюминий-хром и ниобий-алюминий-железо. Отме« необходимость всестороннего исследования фазозых равновг интерметаллических систем А1-ГчтЬ-{Сг, Ре}, а также кинетики и механизм; окисления.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.
Материалы и методы приготовления образцов. Для приготовлг сплавов использовали металлы высокой чистоты: алюминий марки А< ниобий электронно-лучезого переплава, хром ЭРХ и железо карбонильное.
Сплавы двойных и тройных систем готовили методом дуговой плав* печи с нерасходуемым вольфрамовым электродом и медным водоохлаждае! поддоном в атмосфере аргона.
Гомогенизирующий отжиг и изотермические выдержки проводил; вакуумированных двойных кварцевых ампулах (10ч мм.рт.ст.) с цирконие геттером. Время термообработки составляло 500 часов. Закалка образце 1273 К производилась в воду.
Гомогенность полученных сплавов контролировалась микроскогшчес и микрозондовым методами анализа.
Методы исследования сплавов. В работе использованы следую методы: рентгенофазовый, термогравиметрический, микроструктурный, мик рентгеноспектральный, микродюрометрический.
Микроструктура литых и отожженных сплавов, а также структура :идных пленок изучалась на микроскопе ММР-2, "Уег$ате;-2" и растровом хтронном микроскопе-прнстанке к анажгеатору "СатеЬах-писгоЬеаш".
Микродюрометрическнй анаше проводился с помощью микротвердомера 4Т-3 методом вдавливания алмазной пирамидки при нагрузке 50-200 г.
Рентгенофазовый анализ сплавов и продуктов окисления проводили на гановке ДРОН-3 методом порошка с использованием СиКа и РеКа гучений.
Зондовый рентгеноспектральный анализ провощит на приборе атеЪах-шсгоЬеат" с приставкой для энергодисперсионного анализа "Кеуех" и ускоряющем напряжении 15 кВ методом внешнего стандарта по Ка-ниям для железа, хрома и алюминия, по Ьа-линиям для ниобия с следующей обработкой на микро-ЭВМ р<3р-11/23 с использованием пакета ограмм количественного анализа.
Кинетика окисления ¡сучалась методом термогразиметрии, игочаюшимся в регистрации изменения массы сша?а при постоянной лпературе. Кинетические параметры рассчитывали путем подстановки спгркмгнталькых данных в уравнение С ДтУз/=к*. в логарифмических ординатах по методике предстаалгнной в работе [1].
Физико-химическое исследование взаимодействия ачюминия с [обием, хромом и железом. Информант о строении диаграмм состояния юмнннй-ниооиЯ-хром и алюминий-ниобий-железо, представленная з литера-ре носит противоречивый характер. Для исследования фазозых равновесий в нных системах бьет приготовлен 31 сплав системы атюмнний-ниобий-хром и сплавов системы алюминиД-ниобггй-железо. Составы сплазоз приедены на ;с. 1 и 2.
б
Выбор температуры изотермического сечения (1273 К) был оэуслозл возможными условиями эксплуатации сплавов и интерметаллическ: соединений алюминия с ниобием, хромом и железом (-0,7 Тпл.).
Изотермическое сечение системы ниобин-алюмнний-хром при 1273 К
На рис,1 представлено изотермическое сечение системы киоби алюминий-хром при 1273 К, построенное по результатам рентгенофазовог микроструктурного и микрорентгеноспектрального анализов.
Характер фазовых равновесий в данной системе определяет взаимодействием тройной фазы Лавеса NbAlCr(C14) с интерметаллнческш соединениями, образующимися в соответствующих тройных системах. Облас гомогенности NbAlCr расположена вдоль изоконцентраты 33 ат.% ниобия интервале концентраций 8-42 ат.% алюминия и 29-35 ат.% хрома.
При температуре исследования с-фаза Nb2Al растворяет до 13 ат.%( Растворимость хрома в интерметаллиде NbjAl составляет 10 ат.' Трналюминид ниобия растворяет не более 5 ат.% хрома, образуя трехфазн равновесие с твердым раствором на основе хрома и тройной фазы NbAlCr. C^Nb происходит замещение 5 % атомов хрома на атомы алюминия.
Таким образом, в соответствии со строением изотермического сечен системы Nb-Al-Cr при 1273 К, трналюминид ниобия находится в равновесие тройной фазой Лавеса ,№>гА1 и твердым раствором на основе хрома.
Изотермическое сечение системы ниобий-алюминий-железо при 12731
На основании анализа результатов, полученных с помощ микроструктурного, рентгенофазового и микрорентгеноспектрального метод< построено изотермическое сечение системы ниобий-алюминий-железо п 1273 К.
Строение фазовой диаграммы данной системы (рис.2), в отличие от
/л
.1 Изотермическое сечение системы ниобий-алюминий-хром при 1273 К.
: 2. Изотермическое сечение системы ннобнй-алюмнннй-желгзо при 1273 К.
предыдущей, определяется стаб;пьносгью двойных интерметаллических соед нений.
Реализующаяся в системе железо-ниобий при 1273 К гексагональ модификация фазы Лавеса Ре2\Ь (С14) глубоко проникает в тройную систе. растворяя до 45 ат.% А1. Следует отметить, что ц-фаза FeNb так характеризуется протяженной областью гомогенности с максимальн содержанием алюминия 23 ат.%.
Интерметашгаческне соединения системы ниобий-алюмин;1й характери ются невысокой растворимостью в них железа: АЩЪ растворяет не более 1 ат.% Ре, а 1\Ъ2А1 и \'ЬзА1 по 5ат.%.
Не отмечено заметной растворимости ниобия в интерметаллическ соединениях железа с алюминием.
В соответствии с результатами рентгенофазового и микрозондовс анализов непосредственно с трналюминидом ниобия находятся в равновес РеАЬ, Ре2А15, Ре2№> и .^А!
Практически важный вьшод, который следует из строения фазовых л аграмм, заключается в том, что в зависимости от соотношения компонент сплавы на основе ¡ЧЬА13 могут находиться в равновесии с различны) ютгерметаллическими соединениями (рис. 1,2). При этом особый интер представляют фазы №А1Сг и Рег(№, А1), так как в них содержотся бош 40 ат.% алюминия, и они могут обладать высокой устойчивостью к окисле ни
Исследование жаростойкости интерметаллическнх соединений.
Характерной особенностью большинства алюминидов, содержащих бол 50 ат.% А1, является узкая область гомогенности. Поэтому в процес окисления перераспределение компонентов даже при малых стелен: превращения сопровождается формированием непосредственно под окалине интерметаллической фазы с более низкой концентрацией алюминия.На рис. 3
ведены результаты исследования окисления интерметаллических фаз МЬА1з 'ЬгА1. При всех температурах скорость окисления ст-фазы значительно выше роста окисления NbAlз, что объясняется различием фазового состава ндных окалин, образующихся на поверхности этих соединений.
При окислении триалюминида ниобия образуется пленка а-А^О;,, ахтеризуюшаяся своей высокой термодинам! гчесхой стабильностью и кой диффузионной подвижностью в ней кислорода. На этой стадии процесс юления хорошо описывается параболической зависимостью (табл.1). По ным рентгенофазового анализа на поверхности N02А1 растет двухфазная лика .А1\тЬ04 с включениями N'0205. Ни один из оксидов не обладает щтными свойствами, что проявляется в высоких значениях констант роста дины и низком значении энергии активации.
Таблица 1.
Кинетические параметры окисления МЬА1з и N02 А1.
Соединение Т = 1273 К кп Ю10,г2/см4 с п (±0,05) ^.(±10), кДж/моль
NbAlз 0,14 1,95 330
N02.-41 32,0 1,15 125
В силу вышеупомянутых причин, окисление ХоА1з в течение более эдолжетельного времени призодггт к. нарушению непрерывности слоя АЬО>, ¡ьгшаюшего его диффузионную проницаемость. В дальнейшем процесс тленна контролирует;,, взаимодействием прослойки Гч'Ъ?А1 с кислородом, |>фундирующим через дефектную пленку оксида алюминия. Это приводит к рмированию многослойной окалины и росту скорости оксления.
Результаты исследования фазовьгх диаграмм МЬ-А1-{Сг, Ре} показывают, ) вследствие малой растзоримости в триалюмяниде ниоб:и других металлов
; озможногтъ существенного повышения ж ар о ст о йк о ст; i этого соедгыен путем легирования ограниченна. Однако, избежать образования NbaAl можн если ввести в NbAb добавку третьего компонента таким образом, чтоС изменилось направление диффузионного превращения в сторону образован другой интерметаллической фазы.
При анализе данных по строению изотермических сечений тройнь снсте.ч (рис.1, 2) можно выделить фазы Лавеса (С 14) Fe2Nb и AINbC характеризующиеся высоким содержанием алюминия. В связи с otcvtctbhs данных об устойчивости к окислению для этек соединений, в настоящ: работе были изучены особенности окисления этих фаз и, дополнительно
, жаростойкость C^Nb.
Для исследования кинетики окисления сплавов системы Al-Nb-Cr бы приготовлена серия сплавов №>ззСгб7-хА1х, где х = 0, 5, 10, 16, 22, 28, 35 40 ат.% (рис.1).
По данным рентгенофазового и микроструктурного анализов первые л: сплава имели структуру CrjNb (С15), а остальные - тройной фазы Лазе; (С14). Результаты термогравиметрического анализа приведены на рис.4. Г совпадающим данным рентгенофазового и микрозондового анализов i интерметаллиде Cr2Nb образуется слой &2О3 (время окисления 5 часов). Щ увеличении продолжительности окисления формируется внутренний слой i основе двойного оксида CrNbO* (рис.4).
При всех температурах окисление хорошо описывается параболически законом (табл.2). Следует отметить, что относительно небольшое изменен! массы образца после 75 часов окисления при 1273 К может быть связано частичным испарением Q2O3.
Процесс окисления сплавов из области гомогенности соединения NbAlC содержащих 10, 16 и 22 ат.% алюминия, характеризуется монотонным сниже-
\ Табшща 2.
Кинетические параметры окисления интерметаллнческнх соединений системы ниобий-алюминий-хром.
Состаз, Т=1273 К Е^+10),
ат.% А1 кп'Ю13, Г/см'с а (±0,1) кДж/молъ
\ЬСг2 63 2.0 230
5 6,0 2,1
10 5,8 1,8 240
16 5.2 1,8 240
22 4,5 2,0 250
28 1,5 . 1,9 280
35 0.7 1,9 285
40 0,1 2,0 300
нием значений константы скорости (Кд) и неизменньм в пределах ошибки эксперимента коэффиииентом временной зависимости (табл.2, рнс.5).
По результатам ренггенофазового анализа, основными составляющими оксидной пленки на этих сплавах при 1173-1273 К по-прежнему остаются соединения Сгг03 и СгМЪ04. Однако, по данным микрозондового анализа, во внутреннем слое окалины присутствует алюминий, часть которого растворяется в Сг№э04. При этом на границе раздела окалина-сгшав обнаружены выделения а-А^О}.
В интервале концентраций 22-28 ат.% алюминия на внутренней поверхности окалины, по данным металлографических исследований, фиксируется непрерывный слой на основе оксида алюминия. С образованием этого слоя связано заметное снижение скорости окисления сплавов с содержанием алюминия более 28 ат.%.
t
Рис. 3. Кинетические кривые окисления NbAb(I)a NfyAl (И), : m/s- мг/см2, t-час.
t
Рис. 4. Кинетические кривые окисления Cr2NTb(mVs-MrVcst2, t-час).
I
Рис. 5. Кинетические кривые окисления сшивов ниобия с алюминием и хромом (33 ат.% N0), 1273 К .
На поверхности окалины имеет место тенденция уменьшения доли СггОз при снижении концентрации хрома. На сплаве с 40 ат.% хрома во внешнем слое обнаруживается только (А1,С-)МЬ04, что объясняется более нишш значениями энергии активации роста оксидов хрома и ниобия по сравнению с энергией активации роста оксида алюминия.
Изучение кинетики окислеши сплавов на основе Лавес-фазы Ре^Ь проводили на сплавах состава МЬззРе57_хА]х, где х - 0, 10, 20, 34 и 45 ат.%. На рис.6 приведены результаты термогравиметрического анализа этих сплавов при температурах 1173-1273 К.
Процесс окисления Рег№з описывается параболическим законом (табл.3). В течение 5-8 часов на сплаве образуется двухслойная окалина, верхняя часть которой состоит из Бе^Оз, а внутренняя - из Ре1ЧЪ04. По данным микрозондо-
вого анализа, характер распределения компонентов в окалине свидетельст о практически полном отсутствии ниобия в наружном слое. Резуль' рентгенофазового и микроструктурного анализов показызают, что окалины происходит в основном за счет увеличения толщины слоя смешан оксида. Этот факт объясняется тем, что слой сплава непосредственно окалиной оказывается частично обедненным железом и, в соответсгш фазовой диаграммой Fe-Nb-O, при окислении вместо Fe2Oj образуется FeN Введение алюминия в пределах от 10 до 45 ат.Чс проявляете закономерном снижении скорости окисления (рис.7, таэл.З). Уже при кон грации алюминия 10 аг.% полностью подавляется образование FejOj. Согл результатам рентгенофазового и микрозондового исследований, окси пленка на этом сплаве состоит преимущественно из Fe\bO* (наружный с; Для внутренних слоев окалины характерным является образование нключ AI2O3, причем, это характерно для всего исследованного нами интер температур.
Таблица 3.
Кинетические параметры окисления сплавов на основе Fe^Nb.
J Состав, Т=1273 К E^filO),
: ат.% А1 kn lO10, rWc п (±0,1) кДж/моль
! Fe^Nb ¿,0 1,9 200
1 10 2,7 2,2 215
i 20 1,6 2,0 230
! 34 0,9 2,0 255
! 45 0,3 2,1 305
! NbAlj+Fe2NTb 0,2 1,8 340
По мере дальнейшего эоста содержания алюминия - 20 ат.% ;i 60;
1
характер окисления изменяется, растет обье!Сная доля оксида алюминия. Для сплавоз с содержанием алюминия 34 и 45 ат.% процесс окислен!
I
Рис. б. Кинетические кривые окисления Бея^Ь.
Рис. 7. Кинетические кривые окисления сплавов ее области гомогенности Ре2[ЧЬ в тройной системе №>-А1-Ре (1273 К).
характеризуется энергией активации со значением, более .типичным для с вон, на поверхности которых формируется защитная оксидная пленк основе AI2O3. При этом на поверхности окалины образуется тонкий AlNb04, под которым фиксируется слой Al2Ch.
Сплавы с содержанием алюминия 34 и 45 ат.% окисляютс образованием непрерывного слоя оксида алюминия. Установлено, что 25 часоз окисления при 1273 К удельное изменение массы для этих спла] два раза меньше, чем для FejNb (3,0 мг/см2 и 6,1 мг/см2 соответственно).
Изучение жаростойкости сплава из двухфазной области coi NbAl3+Fe2Nb(27Nb-7Fe-66Al) показало, что этот процесс характер из; наличием стационарной стадии окисления и описывается законом, близг параболическому (рис. 8, табл. 3).
Окалина, образовавшаяся в результате окисления данного сгок течение 50 часов при 1273 К, по данным металлографических исследоваяи
ю
9 • 8 • 7 ■ 6 -
ьт/s 5 -
0 i
100
Рис. 8. Кинетические кривые окисления сплаза NbAlj+FeaNb.
рентгенофазового анализа, состо;гг in а-А120з. Непосредственно под окалиной обедненная алюминием зона, ссстав г.эторой соответствует Лагес-фезг (Fe2Nb-t-Al). Судя по результатам окисления сялавоз из области гомогенности этого соединения, в определенном, достаточно широком интервал концентраций алюминия этот процесс протекает селектизно. Таким образом, созданы предпосылки для реализации потенциала жаростойкости №?А1з. Формирование пленки А120з на поверхности става в начальный период окисления обеспечивается высоки содержанием алюминия з этом [щтерметаллиде.
При дальнейшем окислении, за счет, селехтивности процесса, происходи образование обедненной алюминием зоны на основе низшего алюминида, находящегося з термодинамическом равновесии с триалюминидом ниобия.
В отличие от Nl^Al (42 ат.%А1), сплавы на основе Fe2Nb могут содержать до 53 ат.% А1, что позволяет им поддерживать стационарность условий роста окалины на основе AI2O3, а широкая область гомогенности позволяет осуществлять подбор новых систем легирования.
Сплавы оптимальных составов переданы для натурных испытаний г Каирский металлургический институт (Tabbin Institute for Metallurgical studies), APE.
ВЫВОДЫ.
1. Комплексом методов физико-химического анализа исследовано взаимодействие сплавов ниобия с алюминием, хромом н железом при 1273 К.
На основании результатов микроскопического, рентгенофазового, михрозондового анализов, а также данных измерения микротвердости построены изотермические сечения тройных систем Al-Nb-Cr и Al-Nb-Fe при 1273 К.
2. Проведено изучение кинетики и механизма окислени ннтерметаллическлх соединений NbAlj, N'02AI, NbFe2 и NbCr2 в интервал! температур 1173-1273 К на воздухе. Установлено, что Лавес-фазы NbFe2 1 NbCr2 окисляются по параболическому закону с образованием на поверхности двухфазных окалин, обладающих защитными свойствами.
Соединение NbAb может формировать в начальный период окислени (' 5 час.) пленку на основе а-А^Оз, условия роста которой Епоследстви нарушаются из-за малой ширины области гомогенности триалюмишща ниобия.
3. Показано, что легирование алюминием ннтерметаллическоп соединения FejNb приводит к снижению скорости окисления. Это связано образ '.акаем в составе окалины включений на основе оксида алюминия. Пр содержании алюминия 35 ат.% и более наружный слой окалины состой преимущественно из оксида алюминия.
4. Рассмотрено влияние состава на устойчивость к окислению тройно фазы Лавеса NbAlp^ Х(С14). Показано, что при концентрации 30 ат.<; алюминия внутренний слой окалины образован 01-AI2O3.
5. Установлено, что жаростойкость NbAlj может быть повышен добавками железа, что позволяет использовать материал на его основе качестзе жаростойких покрытий и матриц композиционных материалов.
Основное содержание диссертации опубликовано в работах:
1. Нестеренко С.Н., Зль Сайед Ахмед И., Мешков Л.Л. Жаростойкост триалюминидоз ниобия, тантала, гафния.- В сб.: Материалы Российско научн.-техн. конф. "Новые материалы и технологии машиностроения". Москз; 18-19 ноября 1993 г., с.54. \
2. El Sded Achmed I., Nesterenko S. N.. Meshkov L. L., Oxidaiion beba\ iour of interme:allic compounds NbAlj and N"t>2Al at high temperature. Tabbi Institute for Metallurgical studies, 1995, (з печати).
3. El Saied Achmed I., Nssterenko S.X., Mesbkov L.L. Oxidation behaviour of NbCr2. Tabbin Institute for Metallurgical studies, 1995, (з печати).
4. Эль Сайед Ахмед 11., Нестеренхо СБ., Мешков Л.Л. Фазовые равновесия з системах Al-Nb-Cr и Al-Nb-Fe.- Ред. ж. Вестн. МП'. Хнмия.-Деп. в ВИНИТИ, N 1178-В95 от 25.04.95.
5. Эль Сайед Ахмед И., Нестеренкэ С.Н., Мешков Л.Л., Высокотемпературное окисление NbFe2.- Ред. ж. Вестн. МГУ. Химия. - Деп. в ВИНИТИ N 1179-В95 от 25.04.95.
6. Эль Сайед Ахмед И., Нестеренкэ С.Н., Мешков Л.Л., Фазовые равновесия в сплавах Al-Nb, легированных'гафнием при 1000°С. Вестн. Моск. ун-та. Серия 2. Химия, 1995, т.Зб, N5, с.72.
Цитированная литература
1. Кубашевский О., Гопкинс Б. Окисление металлов и сплавоз: Пер. с англ. 2-е изд. М. - Металлургия, 1965, - 428 с.