Исследована эволюция формирования структурно-фазового состояния многослойного композита Al-Ti при многостадийном отжиге при разных температурах. Образцы композита получены сваркой взрывом многослойного пакета пластин технически чистого титана и алюминия. Известно, что титан и алюминий могут реагировать друг с другом при совместной пластической деформацией и последующей термической обработкой с образованием интерметаллидов, наличие которых существенно изменяет механические свойства композита. Последовательно применяли отжиги при температурах 620, 300 и 600 °С с промежуточными выдержками при комнатной температуре. Исследовали структуру переходных зон в плоскости поперечного среза (перпендикулярной слоям алюминия и титана) и структуру зоны контакта алюминия и титана с помощью сканирующего электронного микроскопа JEOL 6390LV и на рентгеновском дифрактометре фирмы «Bruker». Методами электронной микроскопии показано, что концентрация титана и алюминия в поперечном направлении композита регулярно меняется, отвечая прослойкам интерметаллидных фаз соответствующего состава. С помощью рентгеновской дифракции показано, что в процессе твердофазного взаимодействия алюминия и титана в результате интенсивной пластической деформации и последующего отжига, произошло взаимопроникновение компонентов, и образование в зоне взаимодействия значительных прослоек интерметаллидных фаз. На основе данных о энергиях образования интерметаллидов системы Al-Ti при различных температурах выполнен анализ полученных результатов. Основными компонентами интерметаллидных прослоек являются фазы с экстремально различной энергией образования: AlTi, Al2Ti, а присутствие фазы Al3Ti не выявлено. Увеличение продолжительности отжига и повышение его температуры приводит к формированию более устойчивой фазы AlTi3, которая сменяет собой фазу Al2Ti. Одновременно процесс сопровождается растворением алюминия в интерметаллидах.
The evolution of the formation of the structural-phase state of the Al-Ti multilayer composite during multi-stage annealing at different temperatures is investigated. Composite samples were obtained by explosion welding of a multi-layer package of plates of commercially pure titanium and aluminum. It is known that titanium and aluminum can react with each other during joint plastic deformation and subsequent heat treatment with the formation of intermetallic compounds, the presence of which significantly changes the mechanical properties of the composite. Annealing was sequentially applied at temperatures of 620, 300, and 600 °C with intermediate exposures at room temperature. The structure of the transition zones in the plane of the transverse section (perpendicular to the layers of aluminum and titanium) and the structure of the contact zone of aluminum and titanium were investigated using a JEOL 6390LV scanning electron microscope and on a Bruker X-ray diffractometer. Using electron microscopy, it was shown that the concentration of titanium and aluminum in the transverse direction of the composite changes regularly, responding to intermetallic interlayer layers of the corresponding composition. Using X-ray diffraction, it was shown that in the process of solid-phase interaction of aluminum and titanium as a result of severe plastic deformation and subsequent annealing, interpenetration of components occurred, and the formation of significant intermetallic phases in the zone of interaction. Based on the data on the formation energies of the intermetallic compounds of the Al-Ti system at various temperatures, an analysis of the results is performed. The main components of the intermetallic interlayers are phases with extremely different formation energies: AlTi, Al2Ti, and the presence of the Al3Ti phase is not revealed. An increase in the duration of annealing and an increase in its temperature leads to the formation of a more stable AlTi3 phase, which replaces the Al2Ti phase. At the same time, the process is accompanied by the dissolution of aluminum in the intermetallic compounds.