Tytuł pozycji:
Transformation of Ti/Al multilayers to the Ti3Al phase aimed at bonding of titanium alloys
The freestanding Ti/Al multilayer (with 3:1 the chemical composition ratio) was applied to bond the parts from Ti–6Al–4V alloy. The as-deposited multilayer and the joint obtained with it were characterized with the use of transmission electron microscopy (TEM) method including selected area electron diffraction (SAED) and energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS). It was observed that the annealing at 800°C for 1 h in vacuum of 1 Pa helped to transform Ti/Al multilayer into fine grains (grain size < 1 μm) of Ti3Al acting as a filler material between pieces of Ti–6Al–4V. The resulting joint shows generally good connection with the presence of small porosity both at the filler material/Ti–6Al–4V base material interface (larger) and on the Ti–6Al–4V side (smaller). Additionally, near surface zone of the joint, the parts were strongly depleted of aluminium.
W zależności od ich składu chemicznego wygrzewanie powłok wielowarstwowych z układu Ti/Al prowadzi do wytworzenia struktury złożonej z ziaren faz międzymetalicznych takich jak TiAl, Ti3Al lub Al3Ti. Ze względu na ujemną entalpię tworzenia faz międzymetalicznych reakcji tej towarzyszy silny efekt egzotermiczny. Z tego powodu wielowarstwy Ti/Al wytworzone w postaci tzw. folii wolnostojących mogą zostać zastosowane do łączenia, np. stopów tytanu. Dobór wielowarstw o odpowiednim składzie chemicznym ma kluczowy wpływ na właściwości mechaniczne utworzonego złącza. Głównym celem prezentowanej pracy było wykonanie połączeń stopów Ti–6Al–4V i charakterystyka ich mikrostruktury. Złącza zostały przygotowane metodą spajania dyfuzyjnego z użyciem folii wolnostojących Ti/Al o składzie chemicznym 75% Ti:25% Al (% at.) jako materiału wypełniającego. Mikrostruktura wielowarstw Ti/Al otrzymanych metodą rozpylania magnetronowego oraz uzyskanego złącza została zbadana za pomocą transmisyjnej mikroskopii elektronowej (TEM). Analizę składu fazowego wykonano za pomocą dyfrakcji elektronowej (SAED). Pomiar lokalnego składu chemicznego przeprowadzono metodą spektroskopii promieniowania rentgenowskiego z dyspersją energii (EDS).
Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.
