Ізотермічний переріз діаграми стану системи Ti—Al—Ga при 850 °С

Abstract

В повному концентраційному інтервалі методом електродугової плавки виготовлені сплави подвійних базисних систем Ti—Al і Ti—Ga, а також сплави потрійної системи Ti—Al—Ga. З використанням методу рентгенівської порошкової дифрактометрії вивчено фазовий склад відпалених при 850 °С сплавів, в результаті чого підтверджено літературні відомості про існування при температурі відпалу сплавів чотирьох алюмінідів титану (Ti₃Al, TiAl, r-TiAl₂, TiAl₃), восьми галідів титану (Ti₃Ga, Ti₂Ga, Ti₅Ga₃, Ti₅Ga₄, TiGa, Ti₂Ga₃, TiGa₂ й TiGa₃), а також показана відсутність утворення потрійних сполук. Встановлено, що ізоструктурні сполуки TiAl—TiGa, TiAl₂—TiGa₂ та TiAl₃—TiGa₃ утворюють в системі Ti—Al—Ga неперервні ряди твердих розчинів, а на основі подвійних галідів Ti₂Ga₃, Ti₅Ga₄ та Ti₂Ga існують обмежені тверді розчини, області гомогенності яких витягнені до 15, 6 і 10 ат. % Al відповідно. Неперервні ряди твердих розчинів Ti(Al,Ga)₃, Ti(Al,Ga)₂, Ti(Al,Ga), обмежені тверді розчини Ti₂(Ga,Al)₃, Ti₅(Ga,Al)₄, Ti₂(Ga,Al), подвійні сполуки Ti₃Al, Ti₃Ga та твердий розчин на основі α-Ti (до 15 ат. % Al/Ga) формують фазові поля, з урахуванням яких в повному концентраційному інтервалі побудовано ізотермічний переріз діаграми стану системи Ti—Al—Ga при 850 °С.

Alloys of the Ti—Al and Ti—Ga binary systems, as well as alloys of the Ti—Al—Ga ternary system, are obtained by the arc melting, annealed at 850 °С, and studied by the X-ray powder diffraction method. As a result, the existence of four binary aluminides (Ti₃Al, TiAl, r-TiAl₂, TiAl₃) and eight binary galides (Ti₃Ga, Ti₂Ga, Ti₅Ga₃, Ti₅Ga₄, TiGa, Ti₂Ga₃, TiGa₂, TiGa₃) at 850 °С is confirmed It is shown that ternary compounds are not formed through the titanium, aluminum, and gallium interaction. TiAl—TiGa, TiAl₂—TiGa₂, and TiAl₃—TiGa₃ isostructural compounds form continuous solid solutions in the Ti—Al—Ga system, while Ti₂Ga₃, Ti₅Ga₄, and Ti₂Ga binary galides form extended solid solutions up to 15, 6, and 10 at. % Al, respectively. Following phases are the equilibrium ones in the system: continuous Ti(Al,Ga)₃, Ti(Al,Ga)₂, Ti(Al,Ga) solid solutions, extended Ti₂(Ga,Al)₃, Ti₅(Ga,Al)₄, Ti₂(Ga,Al) solid solutions, binary Ti₃Al, Ti₃Ga compounds, as well as the solid solution of the base of α-Ti metal (up to 15 at.% Al/Ga). As a result of this study, the isothermal section (850 °С) of the Ti—Al—Ga system is constructued in the full concentration range.

В полном концентрационном интервале методом электродуговой плавки изготовлены сплавы двойных базисных систем Ti—Al и Ti—Ga, а также сплавы тройной системы Ti—Al—Ga. С использованием метода рентгеновской порошковой дифрактометрии изучен фазовый состав отожженных при 850 °С сплавов, в результате чего подтверждены литературные сведения о существовании при температуре отжига сплавов четырех алюминидов титана (Ti₃Al, TiAl, r-TiAl₂, TiAl₃), восьми галидов титана (Ti₃Ga, Ti₂Ga, Ti₅Ga₃, Ti₅Ga₄, TiGa, Ti₂Ga₃, TiGa₂ и TiGa₃), а также показано отсутствие образования в системе тройных соединений. Установлено, что изоструктурные соединения TiAl—TiGa, TiAl₂—TiGa₂ и TiAl₃—TiGa₃ образуют в системе Ti-Al-Ga непрерывные ряды твердых растворов, в то время как на основе двойных галидов Ti₂Ga₃, Ti₅Ga₄ и Ti₂Ga существуют ограниченные твердые растворы, области гомогенности которых вытянуты до 15, 6 и 10 ат. % Al соответственно. Непрерывные ряды твердых растворов Ti(Al,Ga)₃, Ti(Al,Ga)₂, Ti(Al,Ga), ограниченные твердые растворы Ti₂(Ga,Al)₃, Ti₅(Ga,Al)₄, Ti₂(Ga,Al), двойные соединения Ti₃Al, Ti₃Ga и твердый раствор на основе α-Ti (до 15 ат.% Al/Ga) формируют фазовые поля, с учетом которых в полном концентрационном интервале построено изотермическое сечение диаграммы состояния системы Ti—Al— Ga при 850 °С.