Фазовые превращения и свойства орторомбических алюминидов титана тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, доктор физико-математических наук Казанцева, Наталия Васильевна

• Казанцева, Наталия Васильевна
• доктор физико-математических наук
• 2011

Оглавление диссертации доктор физико-математических наук Казанцева, Наталия Васильевна

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКИ

Глава 2 ФАЗОВЫЕ РАВНОВЕСИЯ И ФАЗОВЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ В СИСТЕМЕ ТьА1-№>

2.1 Кристаллические решетки фаз в системе ТьАГМэ, 46 температурные и концентрационные диапазоны их существования.

2.2 Метастабильные фазы, возникающие при изотермических 57 отжигах или резкой закалке.

2.3 Деформационное поведение сплавов системы ТьА1-Мз.

2.4 Метастабильная омега фаза.

2.5 Исследование равновесных и метастабильных фаз в 82 орторомбических сплавах.

2.6 Зависимость степени дальнего порядка (30(В2) фазы от 102 температуры отжига сплава.

2.7 Двойники превращения в орторомбических сплавах.

2.7.1 Образование двойников при фазовом превращении (Зо(В2) —» О.

2.7.2 Образование двойников при фазовом превращении а2-> 0.

Выводы к главе 2.

Глава 3 ВЛИЯНИЕ НЕСТАБИЛЬНЫХ И МЕТАСТАБИЛЬНЫХ СОСТОЯНИЙ НА МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИДОВ ТИТАНА РАЗНЫХ

ПОКОЛЕНИЙ.

3.1 Изменение структуры при появлении нестабильных и метастабильных фаз, и ее влияние на механические свойства алюминидов титана: TiAl, Ті3А1, Ti2AlNb.

3.2 Электронная структура и механические свойства равновесных и 155 метастабильных фаз в орторомбических сплавах.

3.3 Влияние структуры и фазовых превращений на механические /і < свойства сплавов системы Ti-Al-Nb. і < , /

3.4 Морфологические особенности структуры сплавов на основе 176 алюминидов титана TiAl, Ті3А1 отвечающей высоким прочностным свойствам.

Выводы к главе 3.

Глава 4 ВЛИЯНИЕ ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ СИЛОВЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ НА СТРУКТУРУ И ФАЗОВЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ АЛЮМИНИДОВ ТИТАНА.

4.1 Деформация и релаксация напряжений в материалах при 198 экстремальных воздействиях.

4.2 Изменение структуры и фазовые переходы в алюминидах и 202 титана (TiAl, Ті3А1) при ИПД и динамическом нагружении.

4.3 Структурные и фазовые превращения в сплавах на основе 205 алюминида титана Ti2AlNb при экстремальных воздействиях.

4.4 Структурные и фазовые превращения в сплавах на основе 224 алюминидов титана Ti3(Al,Nb) после ударно-волнового воздействия.

Выводы к главе 4.

Глава 5 ВЛИЯНИЕ БОЛЬШИХ ПЛАСТИЧЕСКИХ ДЕФОРМАЦИЙ НА ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ АЛЮМИНИДОВ ТИТАНА С ВОДОРОДОМ.

5.1 Интерметаллады и водород.

5.2 Возможности повышения водородоемкости интерметаллидных 238 систем (ИМС).

5.3 Гидриды в шіюминидах титана.

5.4 Исследование влияния больших пластических деформаций на 247 взаимодействие алюминидов титана системы Ті-А1-№> с водородом.

5.5 Влияние экстремальных силовых воздействий на термическую 266 стабильность гидридов алюминидов титана (Ті, 1ЧЬ)зА1.

Выводы к главе 5.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Фазовые превращения и свойства орторомбических алюминидов титана»

Актуальность темы. Сплавы на основе алюминидов титана ТлА1, Т3А1 и Тл2А1№> относятся к классу важных конструкционных материалов. Благодаря уникальному комплексу физических й механических свойств (высокой прочности, низкой плотности, жаростойкости, высоким антикоррозионным свойствам, хорошему сопротивлению усталостному разрушению и ползучести), они много лет сохраняют свои позиции в разряде перспективных для авиа -космической, автомобильной промышленности и энергостроения. Широкому промышленному применению алюминидов титана препятствует их повышенная хрупкость в поликристаллическом состоянии, связанная с низкой кристаллографической симметрией и недостаточным числом систем скольжения; низкой прочностью скола; слабостью границ зерен из - за большого числа разорванных связей меж^у ближайшими соседями на границе зерна и возможной сегрегацией примесей, а также плохая обрабатываемость при комнатной температуре.

Для улучшения пластичности этих материалов, в основном, используют следующее: увеличение числа систем скольжения, модификацию кристаллографической структуры, упрочнение границ, уменьшение размера зерен, или напротив. - переход к монокристаллам. Улучшение пластичности может быть обеспечено также за счет микро - и макролегирования. Очень важным способом повышения пластичности также может быть использование метастабильных или нестабильных (нано и субмирокристаллических) состояний, улучшающих пластические характеристики трудно деформируемых сплавов. Однако для данных интерметаллидов этот способ повышения пластичности остается мало изученным. При этом есть небольшое количество работ, свидетельствующих о существовании деформационных процессов в упорядоченных системах, связанных с изменением степени дальнего порядка, в результате которых происходит образование более пластичных разупорядоченных фаз.

Среди интерметаллидных сплавов на основе алюминида титана Т1А1 наибольший интерес представляют сплавы с содержанием алюминия ~ 48 ат.%, демонстрирующие наибольшую пластичность, хотя при таком содержании алюминия снижается твердость сплавов. Дополнительное увеличение пластичности сплавов на основе ПА1 при комнатной температуре может дать легирование, например, ванадием, а также получение сплавов с определенной структурой. Так, мелкодисперсная двухфазная дуплексная структура сплавов на основе ИА1 обладает наилучшей пластичностью, но при этом снижается другая не менее важная характеристика - вязкость сплава. Оптимальным вариантом является получение сплавов с полностью ламельной двухфазной (у/а2) структурой с определенным количеством у и а2 - фаз в сплаве. Однако, величины предела прочности и пластичности, а также деформационное поведение при разрушении таких сплавов чувствительны к ориентации ламелей и их микроструктуре. Для сплавов на основе алюминида титана Т13А1 наиболее перспективными являются двухфазные а2 +|3/Ро сплавы, для которых также основной проблемой является получение сплавов с высоким соотношением механических характеристик прочность/пластичность, являющихся определяющими для конструкционных материалов. Таким образом, для сплавов на основе алюминидов титана Т1А1 или Т13А1 с высокими эксплуатационными характеристиками наиболее актуальной задачей в настоящее время является разработка новых принципов легирования для формирования оптимальных структурных состояний, требуемых практикой.

Сплавы на основе алюминида титана Т12А1№>, имеющего орторомбическую базоцентрированную кристаллическую решетку, относятся к алюминидам титана третьего поколения. Этот интерметаллид обладает широкой областью гомогенности, что позволяет формироваться алюминидам титана различного химического состава. Интерес к этим интерметаллидным сплавам, которые называют в литературе орторомбическими или супер альфа два, обусловлен, прежде всего, улучшенными механическими свойствами по сравнению с другими алюминидами титана. Однако, несмотря на получение целого ряда экспериментальных сплавов на основе орторомбического алюминида титана с хорошими механическими свойствами, практическое применение этих материалов до сих пор ограничено. Вероятно, это связано с тем, что подбор состава легирующих компонентов и выбор режимов термических или термомеханических обработок большей частью производится эмпирически путем последовательного подбора комбинаций для каждого конкретного состава сплава. Об отсутствии ясных представлений о механизмах фазовых превращений, происходящих в системе Тл - А1 - 1ЧЬ, может свидетельствовать тот факт, что на имеющихся в небольшом количестве квазибинарных разрезах равновесной диаграммы состояния Тл - А1 - ЫЬ температурные границы фазовых областей (особенно при низкой температуре) до сих пор нанесены пунктиром. Данные о температуре начала фазовых превращений в одном и том же квазибинарном разрезе у различных авторов могут различаться между собой более чем на 100 градусов. Существует достаточная путаница в определении кристаллических решеток равновесных фаз в орторомбических сплавах. Нет достоверного экспериментального подтверждения образования полностью разупорядоченной (3 фазы в орторомбических сплавах при средних температурах (900 - 1000 °С), а это является существенным фактором для выбора температуры термообработки. Не ясен механизм образования двойниковой полидоменной структуры сплавов, содержащих О - фазу (интерметаллид Тл2А1Мэ). Отсутствуют экспериментальные данные по поведению этих материалов в экстремальных условиях, например при больших пластических деформациях, знание которых крайне важно для жаростойких и жаропрочных конструкционных сплавов. Сложность исследования сплавов на основе алюминида титана Т12АШЬ заключается еще в и том, что они могут быть многофазными.

Проведение систематического и комплексного исследования орторомбических сплавов с целью определения условий и характера образования различных фаз (равновесных, нестабильных и метастабильных), оказывающих существенное влияние на механические свойства, позволило бы создать фундаментальные научно - обоснованные принципы выбора режимов термомеханической обработки всего класса данных орторомбических сплавов.

Для анализа подобных сложных систем обычно используют исследования более простых, модельных сплавов. Такими модельными сплавами для упорядоченных алюминидов титана могут являться разупорядоченные титановые или циркониевые сплавы, поскольку в них наблюдают образование фаз с подобной сингонией и даже имеющих близкие названия. Например, в алюминидах титана образуются фазы : гексагональная а2 (в цирконии и титане - а, ГПУ), кубическая ß0 (в цирконии и титане ß, ОЦК), гексагональная (тригональная) со. Кристаллическая решетка последней фазы (со) для интерметаллидных сплавов отличается наличием сверхструктуры.

Алюминиды титана обладают интересными не только конструкционными свойствами, но и обладают способностью поглощать водород в больших количествах. В настоящее время одной из актуальных проблем является задача создания безопасных, легких, недорогих и экологически безопасных водородных аккумуляторов. Например, в 2010 году правительство США выделило более ста миллионов долларов только на научную разработку новых видов экономичного топлива для грузовых и легковых машин. В проектах, наряду с исследователями, участвуют многие компании автомобильной промышленности. Среди них: Chrysler, Ford, General Motors, Delphi Automotive Systems. Есть и другие приложения сплавов-накопителей водорода, например, для порошковой металлургии или получения дешевого сверхчистого водорода.

Алюминиды титана системы Ti - AI - Nb имеют ряд существенных достоинств как функциональные материалы - накопители водорода. Все элементы, составляющие эту систему, являются гидридообразующими. Титановые алюминиды хорошо известны как коррозионно-стойкие материалы. Титановые алюминиды имеют низкую плотность (4,5 - 5 г/см3)- Это безопасные и недорогие материалы, насыщением водородом в которых можно управлять с помощью способа приготовления, деформации и фазовых превращений. Однако, все известные гидриды алюминидов титана отличаются высокой термической стабильностью. Для низкотемпературного процесса абсорбции/десорбции водорода в титановых алюминидах, который происходит в результате фазовых превращений между гидридами с различным содержанием водорода, требуется использование водорода высокой чистоты при достаточно высоких давлениях.

Исследование влияния больших пластических деформаций на взаимодействие алюминидов титана с водородом является самостоятельной научной задачей. Методы, использующие энергетические воздействия, например, механоактивация, позволяющие создавать высоко нестабильные или метастабильные состояния, могут не только улучшить кинетику процесса гидрирования/дегидрирования, но и увеличить количество поглощенного водорода за счет создания специфических механических смесей. Но для целей гидрирования алюминидов титана исследование возможностей метода механоактивации до настоящего времени не проводилось.

Таким образом, проведение исследований, касающихся возможностей использования метастабильных или нестабильных (нанокристаллических) состояний и управления фазовыми и микроструктурными характеристиками, может послужить основой создания новых функциональных интерметаллидных наноматериалов - накопителей водорода, обладающих улучшенными термическими и кинетическими характеристиками.

Связь работы с научными программами, темами:

Работа выполнена в лаборатории теории прочности Института физики металлов УрО РАН в соответствии с основным научным направлением лаборатории (тема «Интерметаллид» № г.р. 01.200103132: «Исследование структуры, свойств и деформационного поведения интерметаллидов»), а также при финансовой поддержке грантов: РФФИ №№: 98-02-17278-а, 01-02-96435-р2001урал, 04-03-96008-р2004урала, 07-03-00144-а, 07-03-96122-рурала, хУд № П-68, № ПСО-22/08- от 03.07.2008 с Правительством Свердловской области, договора №№: 579-2001, 454-2002, 38/01, 33/02, 16/03/670-2003, 47/03/721-2003,

51/07/945-2007 в рамках Программы «Национальная технологическая база», подпрограмма «Технология новых материалов», Целевой программы междисциплинарных исследований, выполняемых в УрО РАН совместно с СО РАН на 2006 г., Целевой программы междисциплинарных исследований, выполняемых в УрО РАН совместно с СО РАН на 2008-11гг.

Цель работы:

• установить закономерности влияния структурных и фазовых превращений на прочность и пластичность новых сплавов на основе орторомбических алюминидов титана;

• определить влияние больших пластических деформаций на взаимодействие алюминидов титана системы Ti-Al-Nb с водородом.

Для достижения данной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Исследовать равновесные, нестабильные и метастабильные фазовые состояния, а также механизмы фазовых переходов в интерметаллидных сплавах вблизи состава Ti-25 ат.%А1-25 ат.%№> (орторомбического алюминида титана).

2. Исследовать образование метастабильной со-фазы в модельных сплавах циркония с переходными элементами 4-го периода; провести сравнительный анализ влияния нестабильных и метастабильных фаз на структуру и механические свойства разупорядоченных (на примере сплавов циркония) и упорядоченных (на примере алюминидов титана) систем.

3. Изучить влияние нестабильных и метастабильных фаз на механические свойства сплавов на основе алюминидов титана различных поколений.

4. Исследовать сплавы на основе алюминидов титана Ti(Al,Nb) Ti3(Al,Nb), Ti2AlNb, подверженные экстремальным воздействиям ударное нагружение, сдвиг под давлением): определить тип и порядок фазовых переходов.

5. Исследовать влияние больших пластических деформаций (механоактивация, сдвиг под давлением) на термическую стабильность гидридов алюминидов титана различных поколений.

Большинство выполненных работ опубликовано в соавторстве, личный вклад автора заключался в постановке задач исследования, обосновании выбора материалов, проведении структурных исследований (просвечивающая электронная микроскопия (ПЭМ), металлография), проведении расчетов, обработке и анализе полученных результатов, написании работ, формулировании основных научных положений и выводов.

Методы исследования. Использование комплекса современных чувствительных методик структурного исследования (РСА, ПЭМ, оптическая микроскопия) дало возможность установить изменения кристаллической структуры интерметаллидов. Для изучения фазовых, структурных превращений и физических свойств в работе были также использованы дифференциально-термический анализ (ДТА), измерение электросопротивления и исследование механических свойств. Поликристаллические образцы были получены методом дуговой плавки и с помощью экспериментальной установки, имеющей российский патент. Также в работе были использованы образцы экспериментальных сплавов, полученные пакетной прокаткой в Институте проблем сверхпластичности РАН (г. Уфа). В качестве экстремальных воздействий были использованы ударно-волновое нагружение и сдвиг под давлением в наковальнях Бриджмена. Опыты по ударному нагружению были выполнены в РФЯЦ-ВНИИТФ, г. Снежинск.

Достоверность обеспечивается корректностью постановки задачи, использованием комплексного подхода и современных аттестованных методов исследования, статистической обработкой результатов исследования, соответствием полученных результатов данным других авторов там, где они имеются.

Научная и практическая значимость

Полученные результаты комплексного исследования углубляют современные представления об особенностях структурных и фазовых превращений в интерметаллидах на основе алюминида титана Т12А1ЫЬ, стимулированных как температурным, так и деформационным воздействиями. Знание механизмов образования метастабильных фаз и их влияния на механические свойства в разупорядоченных системах позволяет правильно аттестовать и прогнозировать фазовые переходы, связанные с образование сходных метастабильных фаз и в упорядоченных системах.

Применение метода механоактивации в атмосфере водорода для получения термически нестабильных гидридов алюминидов титана обеспечивает основу для разработки технологии создания новых водородоемких материалов.

Полученные в работе представления полезны для написания учебных пособий в курсе преподавания физики твердого тела, а также дают новые знания по вопросам технологии создания новых конструкционных материалов с комплексом оптимальных свойств, используемых в области автомобильной, энерго или аэрокосмической промышленностей.

Новые научные результаты и положения, выдвигаемые для защиты

1. Экспериментально установлены закономерности влияния структурных и фазовых превращений на физические и механические свойства нового класса жаропрочных сплавов на основе орторомбических алюминидов титана.

2. Выявлены закономерности образования равновесных, нестабильных и метастабильных фаз в орторомбических сплавах вблизи стехиометрического состава Т1-25ат.%А1-25ат.%1ЧЬ, установлены структурные типы фаз, уточнены температурные интервалы их существования. Показана невозможность мартенситного способа образования упорядоченной О-фазы.

3. Экспериментально определены энергии активации фазовых переходов для равновесных и метастабильных фаз в орторомбических сплавах, выявлена связь между метастабильными фазами и процессом двойникования, обнаружена и исследована температурная область существования кубической Ро(В2) фазы с низкой степенью дальнего порядка.

4. Экспериментально установлены закономерности образования метастабильной со-фазы в модельных сплавах циркония 2г-Со, 7г-№, 2г-Си, Zт-V, Zr-CY). Показано влияние эвтектоидного распада на морфологию ш-фазы. Обнаружено резкое повышение твердости всех исследованных сплавов при образовании в них метастабильной со-фазы.

5. Установлено влияние нестабильных или метастабильных фаз на механические свойства сплавов на основе алюминидов титана Т^АШЬ, Т1А1 и Тл3А1. Обнаружено, что орторомбические сплавы с нестабильной мелкой полидоменной структурой О-фазы обладают оптимальными прочностными характеристиками в определенном диапазоне температур. Показано, что в сплавах на основе Т13А1, также как и в разупорядоченных циркониевых сплавах, появление метастабильной ю-фазы повышает прочность и снижает пластичность сплава. Обнаружено, что небольшие изменения в содержании алюминия в сплаве на основе Т1А1 (до 1 ат.%) приводят к существенному изменению морфологии образующихся у- и а2 -фаз, что приводит к значительному изменению пластичности и прочности сплава.

6. Установлены типы и порядок фазовых переходов в интерметаллидах Т1з(А1,М)), Т12А1]\ГЬ, после экстремальных воздействий (ударное нагружение, деформация сдвигом под давлением). Обнаружено, что при квазигидростатическом нагружении сдвигом под давлением в интерметаллидах на основе Т}2Д1ЫЬ происходят фазовые превращения

I • < типа порядок-беспорядок О—»B19—»A20. При деформации ударом стальной пластиной (100 ГПа) обнаружен фазовый переход 0->В19. В орторомбическом сплаве с исходной В2 сверхструктурой при деформации сдвигом под дйвлением обнаружены фазовые переходы В2—»B19+C0—»ß. В сплаве на основе интерметаллида Ti3(Al,Nb) после удара (100 ГПа) обнаружен фазовый переход ß0->a2.

7. Обнаружено влияние больших пластических деформаций на взаимодействие алюминидов титана с водородом. Показано, что использование высокоэнергетических методов деформации, таких как механоактивация и сдвиг под давлением способствует формированию гидридов алюминидов титана с низкой термической стабильностью.

Апробация работы

Материалы диссертации докладывались автором на следующих конференциях, семинарах и симпозиумах: XV Уральская школа металловедов-термистов «Актуальные проблемы физического металловедения сталей и сплавов», Екатеринбург, 2000 г.; Международный симпозиум «Упорядочение в минералах и сплавах ОМА-2000», г. Ростов-на-Дону, 2000 г.; Международная конференция VI Забабахинские научные чтения (ЗНЧ-2001), г. Снежинск, 2001 г.; 1-й Российский семинар «Мезоструктура», г. С.-Петербург, 2001; Международный симпозиум «Фазовые превращения в твердых растворах и сплавах ОМА-2002», г. Сочи, 2002 г.; TMS Meeting «Fundamentals of Structural Intermetallics», Seattle, WA, USA, 2002; International Conference Materials Science & Technology, Chicago, Illinois, USA, 2003; 7-th International Conference on Mechanical and Physical Behaviour of Materials under Dynamic Loading DYMAT-2003, Portugal, 2003; XLII семинар «Актуальные проблемы прочности», г. Калуга, 2004 г.; XVII Уральской школы металловедов-термистов «Актуальные проблемы физического металловедения сталей и сплавов», г. Киров, 2004 г.; MRS Fall Meeting -2004, Boston, USA, 2004; 8-я Международная конференция «Высокие давления 2004» г. Донецк, Украина, 2004 г.; Научная сессия ИФМ УрО РАН по итогам 2004 г, г. Екатеринбург, 2004 г.; 8-й Международный симпозиум ОМА-2005. «Фазовые превращения в твердых растворах и сплавах!», г. Сочи, 2005 г.; International Conference "Continuous casting of non-ferrous metals", 2005, Neu-Ulm, Germany; XXVI Российская школа по проблемам науки и технологий, г. Миасс Челябинской обл., 2006 г.; 9-я Международная конференция «Высокие давления 20(36» Судак, Украина, 2006 г.; XIX Уральская школа металловедов-термистов «Актуальные проблемы физического металловедения сталей и сплавов», г. Екатеринбург, 2008 г.; XXII Российская"' конференция по электронной микроскопии, г. Черноголовка, 2008 г.; Международная конференция «Высокие давления - 2008. Фундаментальные и прикладные аспекты, г. Судак, Украина, 2008 г.; MRS Spring Meeting, 2008, San Francisco, USA; Первые Московские чтения по проблемам прочности материалов, посвященные 85-летию со дня рождения B.JI. Инденбома и 90-летию со дня рождения JIM. Утевского, г.Москва, 2009 г.; Забабахинские научные чтения ЗНЧ-2010, г.Снежинск, 2010 г.; 11-я Международная конференция «Высокие давления 2010» г. Судак, Украина, 2010 г.

Публикации. По теме диссертации представлена 31 публикация, из них: 21 статья в ведущих российских и зарубежных журналах, в том числе 20 в журналах, входящих в Перечень ВАК, глава в коллективной монографии, 10 докладов статей в рецензируемых сборниках трудов российских и международных конференций.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав и заключения, в котором приведены основные результаты и выводы, а также списка цитируемой литературы и приложения. Общий объем диссертации составляет 350 страниц и включает 292 страницы текста с 109 рисунками, 40 таблицами и 201 библиографической ссылкой. ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Заключение диссертации по теме «Физика конденсированного состояния», Казанцева, Наталия Васильевна

гидридов алюминидов титана системы ТьАМЧГЬ, которые могут быть успешно использованы как легкие и безопасные накопители водорода. Применение метода механоактивации в атмосфере водорода для получения нестабильных гидридов алюминидов титана, впервые выполненное в данной работе, открывает возможности для создания новых водородоемких материалов. ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Установлены закономерности влияния структурных и фазовых превращений на физические и механические свойства нового класса жаропрочных сплавов на основе орторомбических алюминидов титана, что можно рассматривать как крупное научное достижение в области экспериментального исследования жаропрочных материалов.

2. Установлены закономерности образования равновесных, нестабильных й метастабильных фаз в орторомбических сплавах вблизи стехиометрического состава Ть25ат.%А1-25ат.%Мэ, уточнены температурные интервалы их существования. Метастабильная фаза со сверхструктурой В19 возникает при закалке из высокотемпературной области существования равновесной (Зо (В2) фазы, а нестабильная :(Зо (52)-фаза, степень дальнего порядка которой меняется от 0,36 до 0,6', наблюдается при отжиге в течение часа в температурном диапазоне от 1000 до 1150°С. Наиболее низкая степень дальнего порядка нестабильной (30 (В2) фазы (0,36) наблюдается в трехфазной 0+а2+В2 области (Т=1000 °С). Предложены наилучшие температуры термомеханических обработок для всего класса орторомбических сплавов.

3. Экспериментально определена связь между фазовыми превращениями и процессом двойникования в орторомбических алюминидах титана. Обнаружено, что при охлаждении фазовое превращение В2 ^ О в орторомбических сплавах протекает многостадийно, включая образование промежуточной фазы: В2 —> В19 —» О. Орторомбическая О-фаза образуется в процессе упорядочения внутри двойников метастабильной фазы В19, сохраняя их границы. При фазовом превращении а 2 —» О орторомбическая О-фаза образуется диффузионным путем в виде тонких пластинчатых выделений (доменов), имеющих двойниковую ориентацию.

4. Установлены закономерности образования метастабильной со-фазы в модельных сплавах циркония с переходными элементами 4-го периода {Ъх-Со, 2г-Бе, 2г-№, 2г-Си, Ъх-У, Ъх-Сх). В сплавах систем и 2г-Со со-фаза обнаружена впервые. Показано влияние эвтектоидного распада на морфологию метастабильной со-фазы. Обнаружено резкое повышение твердости всех исследованных сплавов, содержащих со-фазу.

5. Экспериментально определено влияние нестабильных или метастабильных фаз на механические свойства сплавов на основе алюминидов титана Ті2А1М), ТіАІ и Ті3А1. В сплавах на основе алюминидов титана Ті3А1 появление метастабильной со-фазы внутри прослоек (Зо-фазы повышает прочность и снижает пластичность сплава. В сплавах на основе Ті2А11\ГЬ наиболее оптимальными механическими свойствами обладает нестабильная полидоменная структура, формирующаяся в результате процесса двойникования, включающего образование промежуточной метастабильной упорядоченной фазы В19. Проведен сравнительный анализ влияния нестабильных .и метастабильных фаз на структуру и механические свойства' разупорядоченных (на примере циркониевых сплавов) и упорядоченных (на примере алюминидов титана) систем.

6. Установлены типы и порядок фазовых переходов в интерметалл идах Ті3(А1,№>), Ті2АП\ГЬ, после экстремальных воздействий (ударное нагружение, деформация сдвигом под давлением). При квазигидростатическом нагружении сдвигом под давлением в интерметаллидах на основе ТЬАГЫЬ происходят фазовые превращения типа порядок-беспорядок. При деформации сдвигом под давлением (е=6,3) вся исходная О-фаза переходит в упорядоченную по двум элементам В19- и полностью разупорядоченную А20- фазы. Размеры фрагментов разупорядоченной по ниобию орторомбической фазы В19 составляют ~ 30 - 40 нм. Размер фрагментов полностью разупорядоченной орторомбической фазы А20 (е=7,6) составляет ~ 20 нм. При деформации ударом стальной пластиной (100 ГПа) О-фаза сохраняется в виде пластин, по границам которых наблюдаются мелкие частицы разупорядоченной по ниобию фазы В19. В орторомбическом сплаве с исходной В2 сверхструктурой при деформации сдвигом под давлением обнаружены фазовые переходы с формированием метастабильных фаз со и В19. Установлено, что кристаллическая решётка упорядоченной метастабильной со-фазы неустойчива в процессе деформации. При повышении степени деформации до е=5.6 в сплаве обнаружено образование разупорядоченной кубической |3-фазы.

7. Установлено влияние больших пластических деформаций на взаимодействие алюминидов титана с водородом. Обнаружено, что применение высокоэнергетических методов деформации, таких как механоактивация и сдвиг под давлением, способствует формированию термически нестабильных гидридов алюминидов титана с высоким содержанием водорода, процессы абсорбции/десорбции в которых не требуют высокого давления, высоких температур и повышенной чистоты водорода. Температура десорбции гидридов, полученных методом механоактивации в атмосфере водорода, значительно снижена: для Т1А1-453 К, максимальное содержание водорода 1,96 мае. %; для Т13А1 - 531 К, максимальное содержание водорода 2,6 мае. %.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенное в диссертационной работе изучение структуры и свойств орторомбических сплавов является фактически первым комплексным исследованием, посвященным подробному экспериментальному анализу природы различных явлений, наблкэ^аемых в этих материалах: как при термических обработках, так и при экстремальных воздействиях. Обобщение экспериментальных результатов исследования алюминидов титана в условиях больших пластических деформаций способствует установлению закономерностей их поведения при таких нагрузках, что дает возможность выработать ряд рекомендаций для наилучшего использования изделий, создаваемых из этих материалов.

Данная работа показала, что исследование фазовых превращений при экстремальных воздействиях позволяет оценить устойчивость конструкционных материалов к большим пластическим деформациям. Кроме того, сопоставление экспериментально наблюдаемых структурных и фазовых изменений, происходящих в интерметаллидах в процессе обычной и большой пластической деформации, открывает все деформационные возможности данного материала. Обнаруженное формирование разупорядоченных фаз, с большим количеством систем скольжения, чем у упорядоченных, и имеющих большую пластичность, дает возможность рассматривать большую пластическую деформацию как один из путей повышения пластичности алюминидов титана. Исследование позволило провести сравнительный анализ поведения упорядоченных и разупорядоченных материалов как при термических, так при экстремальных силовых воздействиях, который показал, что в упорядоченных системах при экстремальном воздействии фазовое превращение является наиболее эффективным способом релаксации напряжений, предохраняющим эти материалы от быстрого разрушения.

Еще одним важным результатом выполненного исследования, касающимся проблемы развития альтернативных экологически чистых энергосберегающих технологий, является создание нестабильных состояний

Список литературы диссертационного исследования доктор физико-математических наук Казанцева, Наталия Васильевна, 2011 год

1. Установка для литья под газовым давлением : пат. Рос. Федерация. № 2009011/ 1992 : заявл. 07.02.92 : опубл. 1994. Бюл. № 5. С. 93.

2. Диаграммы состояния металлических систем 1997-1999 гг. : сб. под ред. Петровой Л.А., Кузнецова В.Н. М. : Наука. 2000. 300 с.

3. Физическое металловедение. Фазовые превращения. Металлография. Вып. 2. : под ред. Кана Р., перевод с английского под ред. Новикова И,И. М : Мир. 1968. 475 с.

4. Лепихин С.В., Барышев Е. Е.,, Тягунов Г.В., Баум Б.А., Цепелев B.C. Модернизация высокотемпературного дифференциального термоанализатора ВДТА-8МЗ // Приборы. 2004. № 6. С. 12-18.

5. Уэндландт У. Термические методы анализа. М.: Мир. 1978. С. 145—212.

6. Штиллер В. Уравнение Аррениуса и неравновесная кинетика. М.: Мир. 2000. 176 с.

7. Meisel L.V. and Cote P.J. Non-isothermal transformation kinetics: application to metastable phases // Acta Metal. 1983. Vol. 31. N 7. P. 1053-1059.

8. Гинье А. Рентгенография кристаллов. M.: Наука. 1961. 600 с.

9. Авдюхина В. М., Батсурь Д., Зубенко В. В. Рентгенография.ч *

10. Спецпрактикум. М.: Изд-во Московского университета. 1986. 240 с.

11. Гоманьков В.И., Третьякова С.М., Фыкин Л.Е., Чевычелов В.А. Структурные состояния интерметаллида Ni3Al и положения атомов легирующих элементов в его решетке // ФММ. 2000. Т.90. №4. С. 91-97.

12. Stoeckiger G.R. and Neumann J.P. Determination of the order in the intermetallic phase Ni3Al as a function of temperature // J.Appl.Cryst. 1970. Vol. 3. P.32-38.

13. Уманский Я. С., Скаков Ю. А., Иванов А. Н. Кристаллография, рентгенография и электронная микроскопия. М.: Металлургия. 1982. 632 с.

14. Banerjee D., Nandy Т.К., and Gogia А.К. Site occupation in the ordered beta phase of ternary Ti-Al-Nb alloys // Scripta Met. 1987. Vol 21. P. 597-600.

15. Boehlert C.J. Part III. The tensile behavior of Ti-Al-Nb O+Bcc orthorhombic alloys // Metal. Trans.A, vol. 32A, 2001, pp. 1977-1988.

16. Блейкмор Дж. Физика твердого тела, М.: Мир, 1988. 606 с.

17. Утевский Л.М. Дифракционная электронная микроскопия -в металловедение. М. : Металлургия. 1973. 600 с.

18. Прямое электронно-микроскопическое исследование двухфазных титановых сплавов. Приготовление образов и индицирование электронограмм: методическая рекомендация : ВИЛС. 1975. 41 с.

19. Электронно-микроскопическое исследование внутреннего строения ос-фазы в титановых сплавах (анализ электронограмм двойникованных кристаллов а-фазы).: методическая рекомендация : ВИЛС. 1975. 55 с.

20. Дж. Хирш, Лоте М. Теория дислокаций. М. : Атомиздат. 1972. 599 с.

21. Кузнецов Р.И., Быков В.И., Чернышев В.П., Пилюгин В.П., Ефремов Н.А., Пашеев А.В. Комплекс аппаратуры для исследования пластической деформации твердых тел под давлением // ПТЭ. 1988. № 1. С. 246-247.

22. Харрисон У. Электронная структура и свойства твердых тел. Т. 1. М. : Мир. 1983. 372 с.

23. Мартин Дж., Доэрти P. Стабильность микроструктуры металлических систем. М : Атомиздат. 1978.

24. Sagar Р.К., Banerjee D., Muraleedharan К, and Prasad Y.V.R.K. Highftemperature deformation processing of Ti-24Al-20Nb // Met.Trans. A. 1996. V. 27A. P. 2593-2604.

25. Muraleedharan K., Banerjee D., Banerjee S., and Lele S. The a2-to-0 transformation in Ti-Al-Nb alloys // Phil Mag. 1995. Vol. 71. N 5. P. 1011-1036.

26. Колачев Б. Af., Елагин В. И., Ливанов В. А. Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов: учебник для вузов. 3-е изд., перераб. и доп. М.: МИСИС. 1999. 416 с.

27. Bendersky L.A. and Boettinger W.J. Phase transformations in the (Ti, Nb)3Al section of the Ti-Al-Nb system-II. Experimental ТЕМ study of microstructures1.* t • .- ■

28. Acta Metall. Mater. 1994. Vol. 42. N 7. P. 2337-2352.

29. Banerjee D., Gogia A.K., Nandy Т.К., and Joshi V.A. A new ordered orthorhombic phase in a Ti3Al-Nb alloy // Acta metall. 1988. V. 36. № 4. P. 871-882.

30. Шульце Г. Металлофизика. M.: Мир. 1971. 503 с.

31. Muralledharan К., Banerjee D. Deformation of the О and a2- phases in the Ti-Al-Nb system // Philosophical magazine A. 1995. Vol 71. Iss 5. P. 1011-1036.

32. Bendersky L.A. Boettinger W.J. Transformation of Bcc and B2 High-Temperature Phases to hep and Orthorhombic Structures in the Ti-Al-Nb1. V \\ fk

33. System. 2. Experimental ТЕМ Study of Microstructures // Journal of research of the national institute of standards and technology. 1993. Vol. 98. Iss 5. P. 585-606.

34. Илларионов Э. И. Разработка жаропрочных сплавов на основе алюминидов титана // Технология легких сплавов. 1999. № 6. С. 39-54.

35. Chungen Zhou, Huibin Xu, and Kyoo Young Kim The influence of additions of Nb and Cr on the Aluminizing behavior of TiAl alloy // Met. Mater. Trans. A. 2000. Vol. 31 A. N 10. P. 2391-2394.

36. Ren X., Hagiwara M. Displacive precursor phenomena in Ti-22Al-27Nb intermetallic compound prior to diffusional transformation // Acta mater. 20p 1. Vol. 49. P. 3971-3980.

37. Mozer В., Bendersky L.A., Boettinger W.J. Neutron powder diffraction study of the orthorhombic Ti2AlNb phase // Scripta Met. et Mater. 1990. Vol. 24. P. 2363-2368.

38. Kestner-Weykamp H.I., Ward C.H., Broderic T.F., Kaufman M.J. Microstructures and phase relationships in the Ti3Al+Nb system // Scripta metallurgica et Materialia. 1989. Vol. 23. P. 1697-1702.

39. Chu F., Mitchell Т.Е., Majumdar В., Miracle D., Nandy Т.К., Banerjee D. Elastic Properties of the O-Phase in Ti-Al-Nb Alloys // Intermetallics. 1997. Vol. 5. Iss 2. P. 147-156.

40. Демаков С.Д., Степанов Л.С., Попов А.А. Фазовые превращения в супер а,2-титановом сплаве. 1.Влияние температуры и времени выдержки под закалку на фазовый состав и структуру сплава // ФММ. 1998. том 86. вып.5. С. 115-122.

41. Bendersky L.A. Modulated two-domain structure of the О phase formed in the Ti-25Al-12,5Nb (at.%) alloy // Scripta Met. et Mater. 1993. Vol. 29. 1645-1650.

42. Wen Y. H., Wang. Y., Bendersky L. A. and Chen L. Q. Microstructural evolution during the (X2-XX2+O transformation in Ti-Al-Nb alloys: phase-field simulation and experimental validation // Acta mater. 2000. Vol. 48. P. 4125-4135.

43. Kestner-Weykamp H.T., Baker D.R., Paxton D.M., and Kaufman M.J. Continious cooling transformation in Ti3Al+Nb alloys // Scripta Met. et Mater. 1990. Vol. 24. P. 445-450.

44. Ward С. H. Microstructure evolution and its effect on tensile and fracture behaviour of Ti-Al-Nb intermetallics // International Materials Reviews. 1993. Vol. 38.N2. P.79-100.

45. Bendersky L.A., Roytburd A., Boettinger W.J. Phase transformations in the (Ti, Al)3Nb section of the Ti-Al-Nb system -I. Microstructural predictions based on a subgroup relations between phases // Acta Metal.Mater. 1994. Vol. 42. N7. P. 2323-2335.

46. Muraleedharan К., Nandy Т.К., Banerjee D., Lele S. Transformations in a Ti-24Al-15Nb alloy: Part II. A composition invariant (30 ->0 transformation // Met.Trans.A. 1992. Vol. 2.3A. P. 417-431.

47. Yasuhide Minonishi Plastic deformation of single crystals of Ti3Al with DO|9 structure//Phil.Mag.A. 1991. Vol. 63. N 5. P. 1085-1093.

48. Панова E.B., Карькина JI.E., Романов Е.П. Особенности пластической деформации монокристаллов Ti3Al // ФММ. 1993. т.75. вып.4. С. 166-175.

49. Court S.A., LofVander J.P.A., Loretto M.N., and Fraser H.L. The nature of c-component dislocations in samples of a polycrystalline Ti3Al-base alloy deformed at room temperature and at 300°C // Phil. Mag.A. 1989. Vol.59. N P. 379-399.

50. Boehlert C.J., Majumdar B.S., Seetharaman V., and Miracle D.B. Part 1. The microstructural evolution in Ti-Al-Nb O+BCC orthorhombic alloys // Met.Mater. Trans.A. 1999. Vol. 30A. N 10. P. 2305-2323.

51. Popil F. and Douin J. The dislocation microstructure in orthorhombic О Ti2AlNb deformed between room temperature and 800°C // Phil.Mag.A. 1996. Vol.73. N5. P. 1401-1418.

52. Banerjee D. Deformation of О and a2 phases in the Ti-Al-Nb system // Phil.Mag.A 1995. Vol. 72. N 6. P. 1559-1587.

53. Добромыслов A.B., Талуц Н.И., Казанцева H.B. Структура закаленных сплавов системы Zr-V // ФММ. 1992. №9. С. 50-56.

54. Dobromyslov A.V., Kazantseva N.V. Formation of co-phase in Zr-4 at.%Cr alloy // Scripta Materialia. 1996. Vol. 35. N7. P. 811-815.

55. Dobromyslov A.V., Taluts N.I., Kazantseva N.V. Metastable eutectoid decomposition in Zr-V alloys // Scripta Materialia. 1995. Vol. 32. N5. P. 719724.

56. Dobromyslov A.V., Kazantseva N.V. Formation of metastable co-phase in Zr-Fe, Zr-Co, Zr-Ni, and Zr-Cu alloys // Scripta Materialia. 1997. Vol. 37. N5. P. 615-620.

57. Добромыслов Д.В., Казанцева Н.В. Влияние эвтектоидного распада на структуру закаленных сплавов циркония с металлами I, V-VIII групп периодической системы элементов // ФММ. 1993. т. 75. вып.4. С. 118-128.

58. Добромыслов А.В., Казанцева Н.В. Механизм бейнитного превращения в сплавах системы Zr-Mn // ФММ. 1997. т. 83. вып.1. С. 132-139.

59. Hickman B.S. The formation of omega phase in titanium and zirconium alloys:review // J. of Mater. Sci. 1969. N 4. P. 5554-563.i

60. Sikka S.K., Vohra Y.K. Omega phase in materials // Progr.Mater.Sci. 1980. Vol. 27. N 3-4. P.245-310.

61. Колачев Б.А. Физическое металловедение титана. М. : Металлургия. 1976. 184 с.

62. Chang С.Р. and Loretto М.Н. The decomposition process of rapidly solidified Ti-25at.%Al-25at.%Nb // Phil. Mag. A. 1991. Vol. 63. N 3. P. 389-406.

63. Shoemaker Clara Brink, Shoemaker David P., Bendersky L.A. Structure of co-Ti3Al2.25Nbo.75 // Acta Cryst. 1990. Vol. 46. P. 374-377.

64. Srinivasta D., Mukhopadhya P., Ramadasan E., Banerdjee S. Inusial morphology of co-phase in Zr-1.75 a.t.% Ni alloy // Met.Trans.A. 1993. Vol. 23. N2. P. 495-497.

65. Казанцева H.B., Лепихин C.B. Исследование диаграммы состояния Ti-Al-Nb// ФММ. 2006. т 101. №5. С. 184-195.

66. Miracle D.B., Foster M.A., and Rhodes C.G. Phase Equilibria in Ti-Al-Nb orthorhombic alloys: proceedings of the conference Titanium'95: Science and Technology. 1996. P. 372-379.

67. Кристиан Дж. Теория превращений в металлах и сплавах. Ч. 1. М.: Мир, 1978. 792с.

68. Трушин Ю.В. Физическое материаловедение. С.Петербург.: Наука, 2000. 278 с.

69. Shah А.К., Kulkarni G.J., Gopinathan V. and Krishnan R. Determination of the phase transitions energy in Ti-6A1-4V alloy by dilatometry // Scripta Met. Et Mater. 1995. Vol. 32. N 9. P. 1353-1356.

70. Mishin Y., Herzig Chr. Diffusion in the Ti-Al system // Acta Mater. 2000. Vol. 48. P. 589-623.

71. Казанцева H.B., Сазонова В.А., Лыжина Г.А. Исследование влияния температуры отжига на дальний порядок В2 фазы в сплаве Ti-Al-Nb(Zr, Mo) // ФММ. 2006. т. 102. № 3. С. 310-315.

72. Берри Л., Мейсон Б., Дитрих Р. Минералогия: Теоретические основы. Описание минералов. Диагностические таблицы: Пер. с англ. М.: Мир.1987. 592 с.

73. Казанцева Н.В., Демаков С.Л., Попов А.А. Микроструктура и пластическая деформация орторомбических алюминидов титана Ti2AlNb. Ill Образование двойников превращения при переходе ро—»О // ФММ. 2007. т.ЮЗ. №4. С. 395-405.

74. Cahn John W. Thermodynamic and structural changes in deformation twinning of alloys// Acta Met. 1997. Vol. 25. P, 1021-1026.

75. Christian J.W., Laughlin D.E. The deformation twinning of superlattice structures derived from disordered B.C.C. or F.C.C. solid solutions // Acta Met.1988. Vol. 36. N 7. P. 1617-1642.

76. Paxton A.T. The impossibility of pseudotwinning in B2 alloys // Acta Met. Mater. 1995. Vol. 43. N 5. P. 2133-2136.

77. Muraleedharan К., Naidu S.V.Nagender, Banerjee D. Orthorhombic distortions of the a2 phase in Ti3Al-Nb alloys: artifacts and facts // Scripta Met. et Mafer. 1990. Vol. 24. P. .27-32.

78. Kestner-Weykamp H.T., Baker D.fe., Paxton D.M., and Kaufman М.Д-. Continuous cooling transformation in Ti3Al+Nb alloys // Scripta Met. et Mater. 1990. Vol. 24. P. 445-450.

79. Казанцева H.B., Демаков C.Jl., Попов A.A. Микроструктура и пластическая деформация орторомбических алюминидов титана Ti2AlNb. IV Образование двойников превращения при переходе а2->0 // ФММ. 2007. №4. С. 406-412.

80. Wu Y., Zhen L., Yang D.Z., Mao J.F. ТЕМ observation of the a2/0 interface in a Ti3Al-Nb alloy // Materials Letters. 1997. Vol. 32. P. 319-323.

81. Popile-Puissochet F., Couret A., and Douin J. Deformation modes in the orthorhombic phase of a Ti2AlNb alloy: an in-situ study at room temperature : Proceedings of the conference Titanium'95: Science and Technology. 1996. P. 380-387.

82. Titanium Alloys. Materials Properties Handbook / eds. by R. Boyer, G. Welsch, and E. W. Collings : ASM International. Materials Park. OH. 1994. 600 P.

83. Mitao S., Tsuyama S. and Minakawa K. Effects of microstructure on the mechanical properties and fracture of y-base titanium aluminides // Mater.Sci. and Eng. 1991. Vol. 143. P. 51-62.

84. Yao K.F., Inui H, Kishida K. and Yamaguchi M. Plastic deformation of V- and Zr-alloyed PST TiAl in tension and compression at room temperature // Acta Metall. Mater. 1995. Vol. 43. N 3. P. 1075-1086.

85. Pu Z.J., Ma J.L, Wu K.H. Heat treatments of TiAl-Cr-V casting alloy : Proceedings of Symposium sponsored by the Structural Materials Division (SMD) of TMS (February 13-16, 1995) / eds. by Young-Won Kim et al.: Warrendale. Pensylvania. USA. P. 433-440.

86. Yamaguchi M. and Umakoshi Y., The deformation behaviour of intermetallic superlattice compounds // Progress in Materials Science. 1990. Vol. 34. N 1. P.60-73.

87. Umakoshi Y., Yasuda H.Y.and Nakano T. Plastic anisotropy and fatigue of TiAl PST crystals: a review // Intermetallics. 1996. Vol. 4. P. 65-75.

88. Fujiwara T., Nakamura A., Hosomi M., Nishitani S.R., Shirai Y. and Yamaguchi M. Deformation of polysyntetically twinned crystals of TiAl with a nearly stoichiometric composition // Phil.Mag.A. 1990. Vol, 61. N. 4. P. 591-606.

89. Yasuda H.Y., Nakano T. and Umakoshi Y. Cyclic deformation behaviour of Ti-Al alloys containing oriented lamellae // Phil.Mag.A. 1995. Vol. 71. N. 1. P. 127-138.

90. Lipsitt H.A., Shechtman D., Schafric R. The deformation and fracture of Ti3Al at elevated temperatures // Met.Trans.A. 1980. Vol.11A. N 8. P. 1369-1375.

91. Chungen Zhou, Huibin Xu, and Kyoo Young Kim The influence of additions of Nb and Cr on the Aluminizing behavior of TiAl alloy // Met. Mater. Trans. A. 2000. Vo. 31 A. N 10. P. 2391-2394

92. Chang C.P. and Loretto M.H. The decomposition process of rapidly solidified Ti-25at.%Al-25at.%Nb // Phil. Mag. A. 1991. Vol. 6. N 3. P. 389-406.

93. Titanium 92 / edited by Froes F;H. and Caplan I.L.: Warrendale, PA: TMS; 1993. Vol. 77-7.8. P 343.

94. High temperature aluminides intermetallics / edited by S.H.Whang, C.T.Liu, D.P.Pope, J.O.Stegler : Warrendale. PA: TMS. 1990. P. 175.

95. Солонина О. П., Глазунов С. Г. Жаропрочные титановые сплавы. М.: Металлургия. 1976 г. 300 с.

96. Naka S., Thomas М., and Khan Т. Potential and prospects of some intermetallic compounds for structural applications // Materials Science and Technology. 1992. Vol. 8. N 4. P.291-298.

97. Суперсплавы II. Жаропрочные материалы для аэрокосмических "и промышленных энергоустановок. Книга 1. / под. ред. Симса Ч.Т.,

98. Столоффа Н.С., Хагеля У.К., пер. с англ. Ю.П. Либерова, А.Б.Цепелева. под редакцией акад. Р.Е.Шалина М: Металлургия. 1995. 384 с.

99. Илларионов Э.И. разработка жаропрочных сплавов на основе алюминидов титана // Технология легких сплавов. 1999. № 6. С.39-55.

100. Structural Intermetallics / edited by Darolia R., Lewandowski J.J., Liu C.T., Martin P.L., Miracle D.B., and Nathal M.V. : The Minerals, Metals and Materials Society. 1993. P. 19-33.

101. Structural Intermetallics / edited by Darolia R., Lewandowski J.J., Liu C.T., Martin P.L., Miracle D.B., and Nathal M.V. : The Minerals, Metals and Materials Society. 1993. P. 647-656.

102. Rosenberg Y., Mukerjee A. K. The Superplastic Properties of a Ti3Al-Nb Alloy // Mater. Sci. and Eng. A. Structural materials properties microstructure and processing. 1995. Vol. 193. Iss FEB. P. 788-792.

103. Smith P.R., Graves J.A., Rhodes C.G. Comparison of orthorhombic and alpha-two titanium aluminides as matrices for continuous SiC-reinforced composites //Met.Trans.A. 1994. Vol. 25A. P. 1267-1283.

104. Warrier S.G., Krishnamurthy S. и Smith P.R. Oxidation Protection of Ti-Aluminide Orthorhombic Alloys: An Engineered Multilayer Approach // Met-. And Material Transactions 1998. Vol. 29 A. April. P. 1279-1289.

105. Leyens C., Gedanitz H. Long-term oxidation of orthorhombic alloy Ti-22A1-25Nb in air between 650 and 800 °C // Scr.Mater. 1999. Vol. 41. N 8. P. 901-906.

106. Коротин M.A., Казанцева H.B. Электронная структура равновесных и метастабильных фаз в орторомбических сплавах // Перспективы науки. 2011. № 8. С.108-111.

107. Asta, M. De Fontaine D., and Van Schilfgaarde M. First-Principles Study of Phase Stability of Ti-Al Intermetallic Compounds // Journal of Materials Research. 1993. Vol. 8. P. 2554.

108. Hong Т., Watson-Yang T.J., Guo X.Q., Freeman A.J., Oguchi T. Crystal structure, phase stability, and electronic structure of Ti-Al intermetallics: Ti3Al // Phys.Rev. B. 1991. Vol.43. N3. P.1940-1947.

109. Cui Xiang-Yuan, Jinlong Yang,. Qunxiang Li, Shangda Xia and Chongyu Wang Electronic structure of Ti2AlNb (O-phase) // J. Phys.Condens.Matter. 1999. Vol.11. P. 6179-6186.

110. Казанцева H.B., Гринберг Б.А., Демаков С.JI, Попов A.A., Романов Е.П, Рыбин В.В. Микроструктура и пластическая деформация орторомбических алюминидов Ti2AlNb. I. Образование полидоменной структуры // ФММ. т 93. вып.З. 2002. С. 83-92.

111. Greenberg В.А., Rybin V.V., Kazantseva N.V. An Optimal Structure and High Mechanical Properties of Titanium Aluminides : Proc. «Fundamentals of Structural Intermetallics» TMS Meeting (Seattle, 17-21 February 2002) : TMS. 2002. WA. USA. P. 275.

112. Гринберг Б.А., Сюткина B.A Новые методы упрочнения упорядоченных сплавов. М.: Металлургия. 1985. 175 с.

113. Казанцева Н.В., Волков А.Е., Гринберг Б.А., Попов А.А., Юровских В.В. Анализ микроструктуры сплава Ti(Al,V), полученного при воздействии повышенного импульсного давления на расплав // ФММ. 2001.т. 92. № 2. С. 69-74.

114. Гринберг Б.А., Казанцева H.B., Волков A.E. Влияние условий кристаллизации в методе импульсной объемной штамповки на формирование структуры сплавов на основе TiAl и Ti3Al // МиТОМ. 2006. № 12. т. 618. С. 32-36.

115. Казанцева Н.В. Механические свойства и фазовые превращения структурных интерметаллидов на основе титана и никеля : сборник трудов XXVI Российской школы по проблемам науки и технологий (Миасс, 27-27 июня 2006 г.) : Миасс. 2006. С. 60-62.

116. Inui Н., Oh М.Н., Nakamura A.and Yamaguchi М. Ordered domains in TiAl coexisting with Ti3Al in the Lammelar structure of Ti-rich TiAl compounds // Phil. Mag.A. 1992. Vol. 66. N. 4. P. 539-555.

117. Sadi F.A. and Servant C. Investigation of the co-phase precipitation in the 0.506 at.%Ti-0.129 at.%Nb-0.365 at.% A1 alloy by transmission electron microscopy and anomalous small-angle X-ray scattering // Phil.Mag. A. 2000. Vol. 80. N 3. P. 639-658.

118. Забабахин Е.И. Некоторые вопросы газодинамики взрыва. : Снежинск. 1997. 200 с.

119. Зельдович Я.Б., Райзер Ю.П. Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений. М. : Наука. 1966. 600 с.

120. Каннель Г.И., Разоренов С.В., Уткин А.В., Фортов В.Е. Ударно-волновые явления в конденсированных средах. М. : Янус-К. 1996. 408 с.

121. Канель Г.И., Разоренов С.В. Поведение твердых тел при ударно-волновом нагружении аспекты мезомеханиюз // Физическая мезомеханика. 1999. т 2. №4. С. 13-22.

122. Теплов В.А., Пилюгин В.П., Талуц Г.Г. Образование диссипативной структуры и фазовые переходы в сплавах железа при сдвиге // Металлы. 1992. №2. С. 109-115.

123. Миркин Л.И. Упрочнение стали при высокоскоростных деформациях в широком интервале температур // Физика и химия обработки материалов. 1967. № 1. С.105-113

124. Валиев Р.З., Александров И.В. Наноструктурные материалы, полученные интенсивной пластической деформацией. Москва : Логос. 2000. 271 с.

125. Гусев А.И. Нанокристаллические материалы: методы получения и свойства. : Екатеринбург. 1998. 199 с.

126. Saunders I., Nutting J. Deformation of metals to high strain using combination of torsion // Metal Sci. 1984. V.18. N 12. P. 571-575.

127. Антонова O.B., Ивонин Ю.А. Эволюция микроструктуры интерметаллида TiAl при деформации методом сдвига под давлением // ФММ. 2005. т. 100. № 4. С.47-56.

128. Dimitrov O., Korznikov A.V., Korznikova G.F., and Tram G. Nanostructure formation and phase transformation in intermetallic compounds during severe plastic deformation // J.Phys.IV France. 2000. Vol.10. Pr6-33 Pr6-38.

129. Millett J.C.F., Bourne N.K., Gray III G.T., Jones I.P. The response of TiAl based alloys to one-dimensional shock loading // Acta Mater. , 2002. Vol.50. P.4801-4811.

130. Kazantseva N.V., Greenberg В.А., Popov А.А., and Shorokhov E.V. Phase transformations in Ni3Al, Ti3Al and Ti^AlNb intermetallics under shock-wave loading // J.Phys.IV France. 2003. Vol. 110. P. 923-928.

131. Greenberg B.A., Kazantseva N.V., Pilugin V.P. Phase transformation in orthorhombic alloys under severe deformation: proc. MRS Fall Meeting -2004. (Boston, 2004). : MRS. USA. 2004. S.51-1-S.51-6.

132. Казанцева H.B., Гринберг Б.А., Демаков С.Л., Пилюгин В.П, Пацелов A.M., Брусницына В.Н., Трубина О.Ю. Влияние сильной деформации на фазовые превращения в орторомбических сплавах // Деформация ти разрушение материалов. 2005. т.1. С. 34-39.

133. Kazantseva N.V., Greenberg B.A. Influence of the extreme conditions on the structure and properties of intermetallic compounds. // Вопросы материаловедения. 2007. 4(52), с 299-304

134. Greenberg В.A., Kazantseva N.V., Pilugin V.P. Phase transformation in orthorhombic alloys under severe deformation : Proc. MRS Fall Meeting -2QQ4 (Boston,.28 November-3 December 2004) : MRS. USA. P. 466.

135. Миркин Л.И. Рентгеноструктурный анализ. Индицирование рентгенограмм. Москва. : Наука. 1981. 494 с.

136. Гюнтер В.Э., Домбаев Г.Ц., Сысолятин П.Г. Медицинские материалы и имплантанты с памятью формы : Томск. ТГУ. 1998. 486 с.

137. Найш В.Е. Происхождение и взаимосвязь структурных типов фаз в эквиатомных интерметаллических системах // ФММ. 1999. т.87. № 2. С.22-32.

138. Пушин В.Г., Кондратьев В.В., Хачин В.Н. Предпереходные явления и мартенситные превращения. Екатеринбург. 1998. 367 с.

139. Suwas S., Ray R.K., Singh А.К., Bhargava S. Evolution of hot rolling textures in a two-phase (a2 +ß) Ti3Al base alloy // Acta mater. 1999. Vol. 47. P. 45854598.M

140. Водород в металлах. В 2-х тт. Под ред. Г. Алефельда, И. Фелькля. М.: Мир. 1981. С. 128-142. (Пер. с англ.).

141. Schuth F., Bogdanovic B. and Felderhoff M. Light metal hydrides and complex hydrides for hydrogen storage // Chem. Commun. 2004. P. 22492257.

142. E-MRS Spring Meeting 2003 (Strasburg, France, June 10-13, 2003) : MRS. 2003. Symposium C. "Nanoscale Materials for Energy Storage".

143. Семененко K.M. Бурнашева B.B., Вербецкий B.H. О взаимодействии водорода с интерметаллическими соединениями // ДАН. 1983. т. 270. № 6. С.1404-1413.

144. Семененко К.Н., Яртысь В.А., Бурнашева В.В. Деформируемость кристаллической решетки и отношение интерметаллических соединений к водороду.// ДАН. 1979. т. 245. № 5. С. 1127-1135.

145. Бурнашева В.В., Семененко К.Н. Взаимодействие водорода с интерметаллическими соединениями. // Журнал общей химии. 1986. т. 58. №9. С. 1931.

146. Westlake D.G. Site occupancies and stoichiometries in hydrides of intermetallic compounds: geometric considerations // J. Less-Common Met. 1983. Vol. 90. P. 251-273.

147. Констанчук И.Г., Иванов Е.Ю., Болдырев- В.В. Взаимодействие с водородом сплавов и интерметаллидов, полученных механохимическими методами // Успехи химии. 1998. т. 67. № 1. С. 75-86.

148. Orimo S., Fujii Н. Materials science of Mg-Ni-based new hydrides // Appl. Phys. A. 2001. Vol. 72. P. 167-186.

149. Chen Y., Williams J.S. Formation of metal hydrides by mechanical alloying // J. Alloys Compounds. 1995. Vol. 217. P. 181-184.

150. Yermakov A.Ye., Mushnikov N.V., Uimin M.A., Gaviko V.S., Tankeev A.P., Skripov A.V., Soloninin A.V., Buzlukov A.L. Hydrogen reaction kinetics of Mg-based alloys synthesized by mechanical milling // J. Alloys Compounds. 2006. Vol. 425. P. 367-372.

151. Мушников H.B., Ермаков A.E., Уймин M.A., Гавико B.C., Терентьев П.Б., Скрипов А.В., Танкеев А.П., Солонинин А.В., Бузлуков A.JL Кинетикавзаимодействия с водородом механоактивированиых сплавов на основе магния // ФММ. 2006. т. 102. № 4. С. 448-459.

152. Физический энциклопедический слрварь. М. : Наука. 1997. 900 с.<

153. Zhang L.T., Ito К., Inui Н., Vasudevan V.K. and Yamaguchi M. Hydrogeri absorption and desorption in B2 single phase Ti-22Al-27Nb alloy before and after deformation // Acta mater. 2001. Vol. 49. P. 751-758.

154. Zhang L.T, Ito K., Inui H., Vasudevan V.K. and Yamaguchi M. Multiphase and microstructure effects on the hydrogen absorption/desorption behavior of a Ti-22Al-27Nb alloy// Acta mater. 2001. Vol.49. P. 963-972.

155. Hashi K., Ishikawa K., Suzuki K., Ito K. Hydrogen absorption and desorption in the binary Ti-Al system // Journal of Alloys and Compounds. 2002. Vol-. 330-332. P. 547-550.

156. Zhang L.T., Ito K., Inui H., Vasudevan V.K. and Yamaguchi M. Reversible hydrogen absorption/desorption and related phase transformations in a Ti3Al alloy with the stoichiometry composition // Acta material. 2002. Vol. 50. P. 4901-4912.

157. Ishikawa K., Hashi K., Suzuki K., Aoki K. Effect of substitutional elements on the hydrogen absorption-desorption properties of Ti3Al compounds // Journal of Alloys and Compounds. 2001. Vol. 314. P. 257-261.

158. Zang L.T., Ito K., Inui H., Vasudevan V.K., Yamaguchi M. Microstructure with martensitic features induced by absorption of a large amount of hydrogen in B2 single-phase Ti-22Al-27Nb alloy // Acta Mater. 2003. Vol. 51. P. 781788.

159. Sornadurai D., Panigrahi В., Ramani Electronic structure, hydrogen site occupation and phase stability of Ti3Al upon hydrogenation // Journal of Alloys and Compounds. 2000. Vol.305. P. 35-42.

160. Rudman P.S. The formation of metastable hydrides Ti 0.75 A10.25 H x with x<l .5 // Journal of Less-Common Metals. 1978. Vol.58. P.231-240.

161. Kojima Y., Watanabe M., Yamada M., Tanaka K. Phase stability and thermal desorbtion properties of Ti3Al hydrides // Journal of Alloys and Compounds. 2003. Vol. 359. P.272-277.

162. Ito K, Okabe Y., Zhang L.T., Yamaguchi M. Reversible hydrpgen absorption/desorption and related phase transformations in a Ti3Al alloy with the stoichiometfy composition // Acta materialia. 2002. Vol.50. P.4901-4912.

163. Ishikawa K., Hashi K., Suzuki K., Aoki K. Effect of substitutional elements on the hydrogen absorption-desorption properties of Ti3Al compounds // Journal of Alloys and Compounds. 2001. V. 314. P. 257-261.

164. Ishikawa K., Hashi K., Suzuki K., Aoki K. Hydrogen absorption properties pf Ti3Al-base ternary alloys // Journal of Alloys and Compounds. 2002. V. 330332. P.543-546.

165. Ещенко P. H., Елкина О. А., Берсенев Ю. С., Пилюгин В. П. Влияние дейтерия на фазообразование в интерметаллическом соединении Ti3Al // ФММ. 2005. т. 100. №2. С.42-50.

166. Xiao Н., Robertson I.M., Birnbaum Н.К. Deiterium driven phase transformations in the Ti3Al intermetallic // Acta Mater. 2002. Vol. 50. P. 3671-3682.

167. Kojima Y., Watanabe M., Yamada M., Tanaka K. Phase stability and thermal desorption properties of Ti3Al hydrides // J. of Alloys and Сотр. 2003. Vol. 359. P. 272-277.

168. Skripov A.V., Soloninin A.V., Buzlukov A.L., Tankeyev A.P., Yermakov A.Ye., Mushnikov N.V., Uimon M.A., Gaviko V.S. Nuclear magnetic resonance studies of ballmilled hydrides // Journal of Alloys and Compounds. 2007. Vol. 446-447. P. 489-494.с

169. Kazantseva N.V., Mushnikov N.V. Popov A.G. Sazonova V.A. Terent'ev P.B. Hydrogenation of the titanium aluminides : Prog. MRS Spring Meeting (San Francisco, USA, March 24 28, 2008) : MRS. Warrendale. PA. 2008. P. HH 3.38.

170. Казанцева H.B., Мушников H.B., Попов А.Г., Сазонова В.А., Терентьев П.Б. Использование механоактивации для получения гидридов алюминидов титана //ФММ. 2008. т. 104. №5. С. 1-10

171. Казанцева Н.В., Мушников Н.В., Попов А.Г., Сазонова В.А., Терентьев П.Б. Наноразмерные гидриды алюминидов титана // Физика и техника высоких давлений. 2008. №4. С. 147-151.

172. Казанцева Н.В., Попов А.Г., Мушников Н.В., Терентьев П.Б., Скрипов А.В., Солонинин А.В., Алексашин Б.А., Новоженов В.И., Сазонова В.А.

173. Использование высокоэнергетических методов деформации ^ля получения термически нестабильных гидридов // Физика и техника высоких давлений. 2011. т.21. № 2. С. 114-118.

174. Казанцева Н.В., Попов А.Г., Мушников Н.В., Скрипов А.В., Солонинин А.В., Алексашин Б.А., Новоженов В.И., Сазонова В.А., Харисова А.Г. Термически нестабильные гидриды алюминида титана Ti3Al // ФММ 2010. т.111.№4. С. 368-375.

175. Казанцева Н.В., Попов А.Г., Мушников Н.В., Скрипов А.В., Солонинин

176. A.В., Алексашин Ю.А. Структура и свойства нанокристаллических гидридов Ti3(AlixNbx)Hy : Сб. трудов третьей всероссийской конференции по наноматериалам НАНО-2009 (Екатеринбург, апрель 2009г.) : Уральское издательство. 2009. С. 845-846.

177. Kazantseva N.V., Mushnikov N.V., Popov A.G., Terent'ev P.B., Pilyugin V.P. Severe plastic deformation and the hydrogenation of the titanium aluminides // Alloys and compounds. 2011 .Vol.509. P. 9307-9311.

178. Varin R.A., Czujko T. The effect of atomic volume on the hydrogen storage capacity of hexagonal metals/intermetallics // Scripta Materialia. 2002. Vol, 46. P. 531-535.

179. Белов С.П, Ильин A.A, Мамонов A.M, Александрова A.B. Теоретический анализ процессов упорядочения в сплавах на основе Ti3Al М.: Наука. 1994. 400 с.

180. Semenova О., Krachler R., Ipser Н. Estimation of Defect Formation Energies in the D0i9-lntermetallic Compound Ti3Al // Solid State Sci., 2002. V.4. P.1113-1117.

181. Music Denis and Schneider Jochen M. Effect of transition metal additives on electronic structure and elastic properties of TiAl an Ti3Al // Physical Review

182. B. 2006. V.74. P.174110-1-174110-5.

183. Barnes R.G. Nuclear magnetic resonance in metal hydrogen systems // In Hydrogen in Metals III; Wipf, H., Ed.; Springer: Berlin, 1997. P. 93-151.

184. ИНДИЦИРОВАНИЕ МИКРОЭЛЕКТРОНОГРАММ МНОГОФАЗНЫХ ОРТОРОМБИЧЕСКИХ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИДА ТИТАНА Л2А11ЧЬ