Skandium a titan v hořčíkových slitinách

Abstract

Tato bakalářská práce se zabývá vlivem skandia jako prostředníka na vzájemnou rozpustnost hořčíku a titanu. V teoretické části byly popsány základní informace použitých kovů, popis jejich binárních kombinací, problematika slitin s velkou směšovací entropií, informace o práškové metalurgii a také poslední vývoj v MgScTi slitinách a v oblasti hořčíkových slitin s velkou směšovací entropií. Experimentální část byla zaměřena na přípravu binárních kombinací hořčíku, skandia a titanu pro ověření jejich chování, dále na přípravu ternárního systému MgScTi s cílem stabilizace nízkoteplotní fáze. Maximální teplota tohoto kroku byla 1050 °C s následným sekundárním teplotním krokem 450 °C po dobu 5 h. Dále je popsán postup legování parami kombinovaný s chlazením vzorku ve vodní lázni s cílem stabilizovat vysokoteplotní fázi. Legování parami s přechlazením se jevilo jako nejvíce vyhovující postup. Dalším poznatkem byla důležitost přítomnosti skandia pro vzájemnou rozpustnost hořčíku a titanu. Přechlazený vzorek legovaný parami vykazoval strukturu zrn tvořených převážně titanem s příměsí skandia, jejichž obal měl proměnné složení ternárního charakteru. Ternární systém MgScTi nebyl doposud v literatuře popsán.This bachelor's thesis deals with the influence of scandium as an intermediary element on the mutual solubility of magnesium and titanium. The theoretical part presents basic information about the metals used, a description of their binary combinations, issues related to high entropy alloys, information on powder metallurgy, and the latest developments in the MgScTi alloys and Mg-based high entropy alloys. The experimental part focused on the preparation of binary combinations of magnesium, scandium, and titanium to verify their behavior, as well as on the preparation of the ternary MgScTi system with the aim of stabilizing the low-temperature phase. The maximum temperature in this step was 1050°C, followed by a secondary thermal step at 450°C for 5 hours. A procedure for vapor alloying combined with water bath cooling is also described, aimed at stabilizing the high-temperature phase. Vapor alloying with supercooling proved to be the most suitable method. Another finding was the importance of scandium presence for the mutual solubility of magnesium and titanium. The supercooled vapor-alloyed sample exhibited a grain structure primarily composed of titanium alloyed with scandium, with a shell of variable ternary composition. The ternary MgScTi system has not yet been described in the literature.