Формування аморфного стану в об'ємних зразках багатокомпонентних сплавів на основі заліза

В. К. Носенко$^{1}$, О. Ю. Руденко$^{1}$, Т. М. Моісеєва$^{2}$, В. В. Максимов$^{2}$, М. С. Нізамеєв$^{1}$, О. І. Лімановський$^{2}$, А. М. Семирга$^{1}$, В. І. Ткач$^{2}$

$^{1}$Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 36, 03142 Київ, Україна
$^{2}$Донецький фізико-технічний інститут ім. О.О. Галкіна НАН України, просп. Науки, 46, 03028 Київ, Україна

Отримано: 07.09.2015. Завантажити: PDF

Методами рентґенографічної аналізи, диференційної сканувальної калориметрії та міряння мікротвердости досліджено схильність до аморфізації (СА) та механічні властивості ряду нових багатокомпонентних стопів на основі заліза. Литтям у мідний кокіль було одержано в аморфному стані стопи Fe$_{69}$Mn$_{1}$Mo$_{4}$Cr$_{2}$C$_{7}$P$_{10}$B$_{5}$Si$_{2}$ і Fe$_{55}$Ni$_{8}$Co$_{6}$Mo$_{4}$Cr$_{2}$V$_{1}$Al$_{2}$P$_{9}$C$_{6}$B$_{5}$Si$_{2}$ у формі платівок товщиною у 0,5 і 2 мм відповідно, а кристалізація стопу Fe$_{50,0}$Ni$_{19,0}$Cr$_{6,5}$Мо$_{1,5}$V$_{1}$B$_{14,1}$С$_{2,5}$Р$_{4,4}$Si$_{1}$ пригнічується тільки в тонких стрічках, одержаних методою спінінґування розтопу. Аналізу СА було проведено в межах відомих термодинамічних критеріїв, що ґрунтуються на температурах переходу склування ($T_{g}$), початку кристалізації ($T_{ons}$) і ліквідусу ($T_{l}$). Встановлено, що критичні швидкості охолодження, необхідні для об’ємної аморфізації перших двох стопів, які передбачаються критерієм $\gamma_{m} = (2T_{ons} - T_{g})/T_{l}$ (1010 і 262 К/с відповідно), добре узгоджуються із значеннями (3150 і 303 К/с), яких оцінено за емпіричною залежністю «швидкість охолодження—товщина». Досліджені об’ємні металеві стекла на основі заліза, хемічні склади яких можуть бути сформовані з використанням вихідних промислових матеріялів, мають відносно високу міцність (до 3,5 ГПа) і є цікавими з практичної точки зору.

Ключові слова: об’ємні стекла на основі заліза, схильність до аморфізації, характер кристалізації, мікротвердість.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v37/i12/1681.html

PACS: 61.43.Dq, 62.20.Qp, 64.70.dg, 64.70.pe, 81.05.Kf, 81.07.Bc, 81.70.Pg


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. W. Klement, R. H. Willens, and P. Duwez, Nature, 187: 869 (1960). Crossref
  2. H. Warlimont, Mater. Sci. Eng. A, 304–306: 61 (2001). Crossref
  3. D. Raskin and C. H. Smith, Amorphous Metallic Alloys (Ed. F. E. Luborsky) (London: Butterworths: 1983), p. 381. Crossref
  4. M. F. Ashby and A. L. Greer, Scripta Mater., 54: 321 (2006). Crossref
  5. H. Gleiter, Acta Mater., 56: 5875 (2008). Crossref
  6. Ю. К. Ковнеристый, Э. К. Осипов, Е. А. Трофимова, Физико-химические основы создания аморфных металлических сплавов (Москва: Наука: 1983).
  7. A. Inoue, Acta Mater., 48: 279 (2000). Crossref
  8. J. Schroers, Adv. Mater., 22: 1566 (2010). Crossref
  9. A. Inoue, Y. Shinohara, and J. S. Gook, Mater. Trans., 36: 1427 (1995).
  10. T. D. Shen and R. B. Schwartz, Appl. Phys. Lett., 75: 49 (1999). Crossref
  11. V. Ponnambalam, S. J. Poon, G. J. Shiflet, V. M. Keppens, R. Taylor, and G. Petculescu, Appl. Phys. Lett., 83: 1131 (2003). Crossref
  12. Z. P. Lu, C. T. Liu, J. R. Thompson, and W. D. Porter, Phys. Rev. Lett., 92: 245503 (2004). Crossref
  13. A. Inoue, B. L. Shen, and C. T. Chang, Intermetallics, 14: 936 (2006). Crossref
  14. S. J. Pang, T. Zhang, K. Asami, and A. Inoue, Acta Mater., 50: 489 (2002). Crossref
  15. V. Ponnambalam, S. J. Poon, and G. J. Shiflet, J. Mater. Res., 19: 1320 (2004). Crossref
  16. J. Shen, Q. Chen, J. Sun, H. Fan, and G. Wang, Appl. Phys. Lett., 86: 151907 (2005). Crossref
  17. Z. B. Jiao, H. X. Li, J. E. Gao, Y. Wu, and Z. P. Lu, Intermetallics, 19: 1502 (2011). Crossref
  18. H. X. Li, S. L. Wang, S. Yi, Z. B. Jiao, Y. Wu, and Z. P. Lu, J. Magn. Magn. Mater., 321: 2833 (2009). Crossref
  19. H. Li, S. Yi, and H. S. Sohn, J. Mater. Res., 22: 164 (2007). Crossref
  20. H. X. Li, K. B. Kim, and S. Yi, Scripta Mater., 56: 1035 (2007). Crossref
  21. H. X. Li, H. Y. Jung, and S. Yi, J. Magn. Magn. Mater., 320: 241 (2008). Crossref
  22. Я. С. Уманский, Ю. А. Скаков, А. Н. Иванов, Л. Н. Расторгуев, Кристаллография, рентгенография и электронная микроскопия (Москва: Металлургия: 1982).
  23. J. Fornell, S. Gonsales, E. Rossinyol, S. Surinach, M. D. Baró, D. V. Louzguine-Luzgin, J. H. Perepezko, J. Sort, and A. Inoue, Acta Mater., 58, Iss. 19: 6256 (2010). Crossref
  24. A. Inoue, Acta Mater., 48: 279 (2000). Crossref
  25. G. E. Abrosimova, A. S. Aronin, Yu. V. Kir’janov, D. V. Matveev, V. V. Molokanov, and I. I. Zver’kova, J. Non-Cryst. Solids, 288: 121 (2001). Crossref
  26. A. L. Greer, Acta Metallurgica, 30: 171 (1982). Crossref
  27. R. C. Ruhl, Mater. Sci. Eng., 1: 313 (1967). Crossref
  28. V. I. Tkatch, A. I. Limanovskii, S. N. Denisenko, and S. G. Rassolov, Mater. Sci. Eng. A, 323: 91 (2002). Crossref
  29. А. Б. Лысенко, Г. В. Борисова, О. Л. Кравец, Физика и техника высоких давлений, 14: 44 (2004).
  30. A. Inoue and A. Takeuchi, Mater. Trans., 43: 1892 (2002). Crossref
  31. D. Turnbull, Contemp. Phys., 10: 473 (1969). Crossref
  32. Z. P. Lu and C. T. Liu, Acta Mater., 50: 3501 (2002). Crossref
  33. Sh. Guo, Z. P. Lu, and C. T. Liu, Intermetallics, 18: 883 (2010). Crossref
  34. X. H. Du, J. C. Huang, C. T. Liu, and Z. P. Lu, J. Appl. Phys., 101: 086108 (2007). Crossref