Механическое сплавление композиций железо – титан - углерод (алмаз)

Методами рентгеноструктурного анализа, сканирующей электронной микроскопии и мессбауэровской спектроскопии изучены особенности формирования структуры порошков систем Fe-Ti, Fe/Ti-алмаз и Fe-TiC при механическом сплавлении в условиях планетарной шаровой мельницы АГО-2 (энергонапряженность 7 Вт/г). Показано, что титан и железо с ограниченной взаимной растворимостью при высокоэнергетическом механическом воздействии с длительностью 20 мин взаимодействуют с образованием сплава наноструктурного железа и зернограничных фаз по типу твердых растворов Fe(Ti), Ti(Fe) и FeTi с общим содержанием 22-24 %. В составе Fe-20% Ti титан достигает рентгеноаморфного состояния, а при содержании титана выше 20 мас. % кристаллическая фаза α-Ti сохраняется в количестве 5-10 мас.%. При механической активации смеси Fe/Ti-алмаз образуются композиционные частицы размером в диапазоне 2-12 мкм с металломатричной структурой с размером частиц алмаза 0,3–1,5 мкм. Установлено, что титан ускоряет процесс зернограничного и объемного взаимодействия железа с алмазом и карбидом титана. В исследуемых составах порошков образуются твердый раствор на основе железа и соединения TiC, Fe3C с общим их содержанием: Fe/40%Ti-алмаз до 62%; Fe/TiC до 34 %. В аналогичных условиях в смеси алмаз-железо зернограничные фазы твердого раствора не превышают 26%. Рентгенографически образование графита не фиксируется.