Особенности растворения квазикристаллических сплавов-наполнителей Al72Co18Ni10 и Al65Co20Cu15 в процессе пропитки композиционных материалов латунной связкой
Е. В. Суховая, Ю. В. Сыроватко
Днепровский национальный университет имени Олеся Гончара, просп. Гагарина, 72, 49010 Днепр, Украина
Получена: 14.03.2019; окончательный вариант - 13.06.2019. Скачать: PDF
В работе исследована структура квазикристаллических сплавов Al65Co20Cu15 и Al72Co18Ni10, а также композиционных материалов на их основе, полученных методом печной пропитки. Использованы методы металлографического, рентгеноструктурного, электронно-микроскопи-ческого и микрорентгеноспектрального анализов. В сплаве Al65Co20Cu15 квазикристаллическая декагональная фаза сосуществует с кристаллическими фазами Al4(Co, Cu)3 и Al3(Cu, Co)2, а в сплаве Al72Co18Ni10 — с фазами Al9(Co1−xNix)2 и Al9(Ni1−xCox)2. Содержание квазикристаллической фазы в сплавах колеблется в пределах 60–65% об. С помощью оригинальной методики автоматизированного структурного анализа построены кривые распределения коэффициентов поглощения света, использованные для расчёта энтропии фаз. В ходе пропитки латунной связкой марки Л62 гранул наполнителей, изготовленных из сплавов Al65Co20Cu15 или Al72Co18Ni10, расплавленная связка растворяет кристаллические фазы наполнителя, проникая до центра гранул. При этом квазикристаллическая фаза наполнителей растворяется с гораздо меньшей скоростью. В структуре композиционного материала, упрочнённого сплавом-наполнителем Al65Co20Cu15, содержание квазикристаллической фазы на 15% об. превышает содержание этой фазы в композиционном материале с наполнителем Al72Co18Ni10. Для объяснения различия скоростей растворения фаз наполнителя при пропитке расчётным путём определены количество и среднегеометрическая частота колебаний осцилляторов в их структуре. Использованы модельные представления теории сильно анизотропных кристаллов. Показано, что наибольшее количество осцилляторов и наименьшую частоту их колебаний имеет квазикристаллическая фаза наполнителей. Расчёты также подтверждают, что квазикристаллическая фаза сплава-наполнителя Al65Co20Cu15 характеризуется большей стойкостью к воздействию расплавленной связки при пропитке, чем аналогичная фаза сплава-наполнителя Al72Co18Ni10. В то же время, кристаллические фазы сплава Al65Co20Cu15 растворяются с большей скоростью, что обеспечивает прочную адгезионную связь между наполнителем и затвердевшей связкой. Сплав-наполнитель Al65Co20Cu15 рекомендован для использования в составе композиционных материалов, предназначенных для работы в условиях сухого трения и действия кислых сред.
Ключевые слова: квазикристаллические сплавы-наполнители, пропитка, композиционный материал, границы раздела, скорость растворения, модель сильно анизотропных кристаллов.
URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v41/i09/1171.html
PACS: 61.44.Br, 62.23.Pq, 68.35.Np, 81.05.Ni, 81.65.Kn, 82.45.Bb