Спечений стоп Al–Si–Ni: структура та властивості. 2. Спікання та кування

В. В. Каверинський$^{1}$, Г. А. Баглюк$^{1}$, С. Ф. Кирилюк$^{1}$, Д. Г. Вербило$^{1}$, З. П. Сухенко$^{1}$, І. М. Кір'ян$^{2}$, М. А. Скорик$^{2}$, О. Д. Рудь$^{2}$

$^{1}$Інститут проблем матеріалознавства ім. І. М. Францевича НАН України, вул. Омеляна Пріцака, 3, 03142 Київ, Україна
$^{2}$Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 36, 03142 Київ, Україна

Отримано: 20.08.2024; остаточний варіант - 22.10.2024. Завантажити: PDF

У даному дослідженні зосереджено увагу на розробці висококремнійового стопу Al–Si–Ni з коефіцієнтом теплового розширення (КТР), близьким до КТР криці, з використанням технологій порошкової металурґії. Проведено експериментальні дослідження для оцінки впливу різних режимів спікання як у рідкій, так і в твердій фазах на матеріяли, виготовлені з порошкових сумішей елементарних компонентів і подрібнених порошків попередньо виготовленого стопу. Результати показали, що оптимальні властивості досягнуто за допомогою процесу спікання у твердій фазі з подальшим гарячим пресуванням і штампуванням. Цей метод дав змогу одержати матеріял з однорідно розподіленими дрібними сферичними включеннями силіцію розміром від 1 до 7 мкм. Спікання в рідкій фазі виявилося недоцільним через явище випотівання, яке призводить до спотворення хемічного складу та формування грубих структур литого типу з пониженими механічними властивостями. Використання порошків стопу було визнано ліпшим, аніж сумішей елементарних компонентів, оскільки останні приводять до утворення пористих матеріялів з грубими інтерметалевими аґреґатами. Одержаний стоп демонструє високі механічні властивості, включаючи межу плинности у ≅ 221 МПа, межу міцности за розтягу у ≅ 261 МПа і твердість у ≅ 96 HB, а також КТР, що відповідає вимогам промислових виробників.

Ключові слова: стоп Al–Si–Ni, порошкова металурґія, коефіцієнт теплового розширення, методи спікання, механічні властивості.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v47/i03/0257.html

PACS: 61.66.Dk, 61.72.Ff, 62.20.Qp, 81.20.Ev, 81.40.Cd, 81.40.Lm, 81.70.Bt


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. V. I. Razumovskii and Y. K. Vekilov, Phys. Solid State, 53: 2189 (2011).
  2. R. Eliot, Eutectic Solidification Processing. Crystalline and Glassy Alloys (Elsevier: 1983).
  3. S. G. Alieva, M. B. Altman, and S. M. Ambartsumyan, Promyshlennye Alyuminievyye Splavy [Industrial Aluminium Alloys] (Moskva: Metallurgiya: 1984) (in Russian).
  4. V. Vasenev, V. Mironenko, V. Butrim, A. Aronin, and I. Aristova, Int. Conf. ‘Powder Metallurgy and Particulate Materials’ (2013), p. 606.
  5. E. L. Rooy, Properties and Selection: Nonferrous Alloys and Special-Purpose Material (ASM International: 1990), vol. 2, p. 3.
  6. I. Arribas, J. M. Martin, and F. Castro, Mater. Sci. Eng. A, 527, Iss. 16–17: 3949 (2010).
  7. M. L. Delgado, E. M. Ruiz-Navas, E. Gordo, and J. M. Torralba, J. Mater. Processing Technol., 162–163: 280 (2005).
  8. Su Shei Sia, Development of Hypereutectic Al–Si Based P/M Alloys (Birmingham: 2012).
  9. E. Crossin, J. Y. Yao, and G. B. Schaffer, Powder Metallurgy, 50, Iss. 4: 354 (2007).
  10. E. L. Ortiz, W. R. Osório, A. D. Bortolozo, G. S. Padilha, J. Y. Yao, and G. B. Schaffer, Metals, 12, Iss. 6: 962 (2022).
  11. V. V. Kaverinsky, Z. P. Sukhenko, G. A. Baglyuk, and D. G. Verbylo, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 44, No. 6: 769 (2022).
  12. G. A. Bagliuk, T. O. Monastyrska, V. V. Kaverinsky, V. P. Bevz, V. K. Nosenko, I. M. Kirian, D. L. Pakula, V. V. Kyrylchuk, A. M. Lakhnik, and O. D. Rud, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 45, No. 8: 951 (2023).
  13. L. Luterotti and S. Gialanella, Acta Mater., 46: 101 (1998).