Фазовые превращения в процессе механического легирования порошков эвтектического состава систем Al–Cu и Al–Cu/С и их влияние на структуру и свойства композитов
Я. І. Матвієнко$^{1}$, О. Д. Рудь$^{1}$, С. С. Поліщук$^{1}$, М. Д. Рудь$^{1}$, С. О. Демченков$^{2}$, О. Ю. Клепко$^{2}$
$^{1}$Институт металлофизики им. Г. В. Курдюмова НАН Украины, бульв. Академика Вернадского, 36, 03142 Киев, Украина
$^{2}$Институт электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины, ул. Казимира Малевича, 11, 03150 Киев, Украина
Получена: 02.08.2019. Скачать: PDF
С помощью механического легирования (МЛ) элементарных порошков и последующего холодного и горячего прессования были получены композиты Al–33% вес. Cu и Al–33% вес. Cu/5% вес. C. Особенности фазовых превращений в полученных порошковых образцах и композитах исследовали с помощью рентгеноструктурного анализа и сканирующей электронной микроскопии. МЛ в течение 1–2 часов приводит к интенсификации реакционных процессов и растворению меди в алюминии с образованием пересыщенного твёрдого раствора Al (Cu), содержащего до 4,9 ат.% и 1,3 ат.% меди в порошках Al–33% вес. Cu и Al–33% вес. Cu/5% вес. С соответственно. Дальнейшее МЛ приводит к формированию метастабильной ОЦК-Al$_4$Cu$_9$ и стабильной ОЦТ-Al$_2$Cu фаз, а фазовый состав обеих порошковых смесей после 8 часов помола включает 3 кристаллические фазы: Al(Cu), Al$_4$Cu$_9$ и Al$_2$Cu. Показано также, что введение 5% вес. графита в процессе помола способствует измельчению металлических порошков и их обволакиванию частицами графита. Кристаллическая структура графита трансформируется в аморфную в процессе МЛ. Горячее прессование приводит к распаду метастабильной Al$_4$Cu$_9$ во всех композитах, а также формированию карбида Al$_4$C$_3$ в композитах состава Al–Cu/C. Рассмотрено влияние фазового состава (наличие метастабильной Al$_4$Cu$_9$ и стабильной Al$_2$Cu фаз, Al$_4$C$_3$) и модификации микроструктуры механоактивированных порошков на механические свойства композитов после холодного и горячего прессования. Обсуждаются возможные механизмы упрочнения Al–Cu и Al–Cu/C композитов.
Ключевые слова: Al–Cu/C, упрочнённые графитом металломатричные композиты, механическое легирование, порошковая металлургия, холодное и горячее прессование.
URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v41/i11/1519.html
PACS: 61.05.cp, 62.25.-g, 64.60.My, 64.70.Kd, 81.20.Ev