Влияние углерода и скандия на структуру метастабильной фазы Al$_3$Mg и свойства ИПС-композитов

А. Д. Рудь$^{1}$, А. М. Лахник$^{1}$, И. М. Кирьян$^{1}$, О. Н. Сизоненко$^{2}$, Н. С. Присташ$^{2}$, С. А. Демченков$^{3}$, Ю. В. Лепе$^{1}$

$^{1}$Институт металлофизики им. Г. В. Курдюмова НАН Украины, бульв. Академика Вернадского, 36, 03142 Киев, Украина
$^{2}$Институт импульсных процессов и технологий НАН Украины, просп. Богоявленский, 43А, 54018 Николаев, Украина
$^{3}$Институт электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины, ул. Казимира Малевича, 11, 03150 Киев, Украина

Получена: 13.04.2021; окончательный вариант - 14.06.2021. Скачать: PDF

Исследовано влияние твёрдого диспергирующего агента (графита) и легирования скандием на процесс формирования интерметаллических соединений в системе алюминий–магний в условиях механохимического синтеза. Установлено, что при дополнительном легировании системы Al–Mg–C скандием наблюдается существенное ускорение процесса формирования метастабильной интерметаллической Al$_3$Mg-фазы в системе (75 ат.% (Al + 2% мас. Sc)–25 ат.% Mg)/5% мас. C по сравнению с системой (75 ат.% Al–25 ат.% Mg )/5% мас. C. Проведены эксперименты по консолидации методом искро-плазменного спекания синтезированного порошкового композита, содержащего метастабильную интерметаллическую Al$_3$Mg-фазу и твёрдый раствор на основе алюминия. Методами рентгеновской дифрактометрии, сканирующей электронной микроскопии и индентирования индентором Виккерса определены фазовый состав, структура и твёрдость полученных образцов. Твёрдость компактных образцов после искро-плазменного спекания находится в диапазоне 175–212 $HV$ и значительно превышает аналогичный показатель для дюралюминия — 124 $HV$.

Ключевые слова: алюминий-магниевые сплавы, метастабильная интерметаллическая Al$_3$Mg-фаза, механическое легирование, искро-плазменное спекание (ИПС).

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v43/i08/1045.html

PACS: 61.05.cp, 64.60.My, 68.35.Dv, 81.20.Ev


ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
  1. A. Jambor and M. Beyer, Materials and Design, 18: 203 (1997). Crossref
  2. D. R. Lesuer and G. J. Kipouros, JOM, 47: 17 (1995). Crossref
  3. J. E. Allison and G. S. Cole, JOM, 45: 19 (1993). Crossref
  4. Z. Yin, Q. Pan, Y. Zhang, and F. Jiang, Mater. Sci. Eng. A, 280, Iss. 1: 151 (2000). Crossref
  5. A. L. Berezina, T. A. Monastyrskaya, E. A. Segida, K. V. Chuistov, U. Shmidt, and A. V. Kotko, Engineering Mechanics, 11, No. 5: 393 (2004).
  6. Yu. A. Filatov, V. I. Yelagin, and V. V. Zakharov, Mater. Sci. Eng. A, 280, Iss. 1: 97 (2000). Crossref
  7. M. Bouchear, D. Hamana, and T. Laout, Phil. Mag. A, 73: 1733 (1996). Crossref
  8. M. J. Starink and A-M. Zahra, Acta Mater., 46, 10: 3381 (1998). Crossref
  9. D. Hamana, M. Bouchear, M. Betrouche, A. Derafa, and N. Y. Rokhmanov, J. Alloys Compd., 320: 93 (2001). Crossref
  10. M. Slámová, M. Janeček, and M. Cieslar, Mater. Sci. Eng. A, 462: 375 (2007). Crossref
  11. Yi. Gaosong, D. A. Cullen, K. C. Littrell, W. Golumbfskie, E. Sundberg, and M. L. Free, Metall. Mater. Trans. A, 48: 2040 (2017). Crossref
  12. T. Sato and A. Kamio, Mater. Sci. Eng. A, 146, Iss. 1–2: 161 (1991). Crossref
  13. D. Kleiven, O. L. Ødegård, K. Laasonen, and J. Akola, Acta Mater., 166: 484 (2019). Crossref
  14. T. Sato, Y. Kojima, and T. Takahashi, Metall. Mater. Trans. A, 13: 1373 (1982). Crossref
  15. K. Osamura and T. Ogura, Metall. Mater. Trans. A, 15: 835 (1984). Crossref
  16. C. Gault, A. Dauger, and P. Boch, Acta Mater., 28, Iss. 1: 51 (1980). Crossref
  17. A. L. Berezina, E. A. Segida, T. A. Monastyrskaya, and A. V. Kotko, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 30, No. 6: 849 (2008) (in Russian).
  18. J. S. Benjamin, Sci. American, 234: 40 (1976). Crossref
  19. D. L. Zhang, T. B. Massalski, and M. R. Paruchuri, Metall. Mater. Trans. A, 25: 73 (1994). Crossref
  20. C. Vargel, Corrosion of Aluminium (Elsevier: 2004), p. 211. Crossref
  21. A. Calka, W. Kaczmarek, and J. S. Williams, J. Mater. Sci., 28: 15 (1993). Crossref
  22. M. Schoenitz and E. L. Dreizin, J. Mater. Res., 18: 1827 (2003). Crossref
  23. L. Liu and Y. F. Zhang, J. Alloys Compd., 290, Iss. 1–2: 279 (1999). Crossref
  24. S. A. Rounaghi and E. Esmaeili, J. Nanostruct., 7, Iss. 2: 147 (2017). Crossref
  25. Z. A. Munir, D. V. Quach, and M. Ohyanagi, J. Am. Ceram. Soc., 94: 1 (2011). Crossref
  26. O. N. Sizonenko, E. G. Grigoryev, N. S. Pristash, A. D. Zaichenko, A. S. Torpakov, Ye. V. Lypian, V. A. Tregub, A. G. Zholnin, A. V. Yudin, and A. A. Kovalenko, High Temp. Mater. Process., 36, Iss. 9: 891 (2017). Crossref
  27. L. Luterotti and S. Gialanella, Acta Mater., 46, Iss. 1: 101 (1998). Crossref
  28. A. F. Norman, P. B. Prangell, and R. S. McEwen, Acta Mater., 46, Iss. 16: 5715 (1999). Crossref
  29. R. Yang, B. Tang, and T. Gao, Int. J. Modern Phys. B, 30, No. 01: 1550243 (2017). Crossref
  30. D.-L. Li, P. Chen, J.-X. Yi, B.-Y. Tang, L.-M. Peng, and W.-J. Ding, J. Phys. D: Appl. Phys., 42: 225407 (2009). Crossref
  31. A. D. Rud, I. M. Kirian, A. M. Lakhnik, A. V. Kotko, and N. D. Rud, Appl. Nanosci. (2021). Crossref