Фазоутворення в дифузійній зоні титан - платина

Abstract

UK: Постановка проблеми. Обрано технологію з’єднання різнорідних матеріалів титан − платина за допомогою дифузійного зварювання у вакуумі. Проаналізовано діаграму стану Ti − Pt та визначено основні типи взаємодії компонентів. Установлено, що утворення зварного з’єднання за рахунок росту дифузійної зони в платині і титані шляхом послідовного зростання інтерметалідних шарів Тi3Pt, TiPt, TiPt3, а також зон твердих розчинів. На виготовлених зразках вивчено мікроструктуру з’єднання платина − титан та проведено вимірювання мікротвердості. Це дозволило приблизно визначити загальну ширину перехідного шару. На основі проведених досліджень установили імовірний фазовий склад дифузійної зони. Для уточнення проводили ідентифікацію фаз на дифрактометрі ДРОН 1.5. Вивчення інтенсивності максимумів рентгенограми та розрахунок ідентифікації ліній дозволили встановити наявність інтерметалідів та їх суміші з твердими розчинами. Матеріали та методика. Мікроструктурний аналіз, вимірювання мікротвердості, визначення фазового складу на дифркатометрі ДРОН-1.5 дозволили встановити фазовий склад з’єднання платина − титан та ширину кожної зони. Результати. Параметри зварювання впливають на якість з’єднання. Змінюючи час витримки зварювання, можна міняти загальну ширину як дифузійної зони, так і окремих прошарків. Таким чином, визначення механічних властивостей з’єднання, отриманого дифузійним зварюванням у вакуумі, дозволяє встановити оптимальний час витримки. Наукова новизна. Встановлено, що фазовий склад та протяжність інтерметалідних зон залежать від параметрів зварювання та впливають на якість з’єднання титан − платина, отриманого дифузійним зварюванням у вакуумі. Практична значимість. На основі експериментальних досліджень рекомендовано режим дифузійного зварювання у вакуумі: T = 1 138 K, P = 6, 37 МПа, τ = 1 800 с

EN: Formulation of the problem. The technology of different titanium-platinum materials interconnection by means of diffusion welding in vacuum is presented. The diagram of Ti−Pt state was analyzed and the main types of components interaction were determined. It was found that formation of the welded joint through the growth of the diffusion zone in the titanium by the successive growth of intermetal Ti3Pt, TiPt, TiPt3 balls as well as zones of solid solutions. Materials and methodology. The microstructure analysis, microhardness measurement, phase composition definition on the DRON-1.5 allowed to determine the phase composition of platinum − titanium compound and the width of each zone. Results. Welding parameters influence weld quality. It is possible to change the overall width of the diffusion zone as well as that of individual joints by changing the welding cycle time. Thus, the determination of the mechanical properties of the joint obtained by diffusion welding in vacuum, allows setting the optimum operating time. Scientific novelty. It was found that the phase composition and length of intermetal zones depend on the welding parameters and influence the quality of the titanium − platinum joint achieved by diffusion welding under vacuum. Practical significance. Based on experimental investigations, a diffusion welding procedure in vacuum is recommended: T = 1 138 K, P = 6, 37 MPa, τ = 1 800 s.