Структура і фазовий склад спечених стопів системи Al–Fe–Ga

Д. А. Гончарук$^{1}$, О. В. Хоменко$^{1}$, Г. А. Баглюк$^{1}$, О. М. Гріпачевський$^{2}$, В. М. Новиченко$^{3}$

$^{1}$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
$^{3}$Технічний центр, НАН України, вул. Покровська, 13, 04070 Київ, Україна

Отримано: 13.06.2024; остаточний варіант - 10.10.2024. Завантажити: PDF

Досліджено особливості фазових перетворень у системі Al–Fe–Ga за температур у 800, 1000 і 1200°С. Об’єктами досліджень були матеріяли, одержані із сумішей порошків Al та ліґатури Fe–Ga еквіатомного складу, з часткою Al в суміші у 90, 70 і 50% мас. Спікання спресованих зразків проводили в Ar під тиском у 0,2 МПа з витримкою за температури спікання впродовж 1 год. Основою структури всіх зразків є твердий розчин на основі Al й потрійні інтерметалідні включення переважно типу Alx(Fe,Ga)(100−x) (х = 2…3,6). Структура матеріялу, що містить 90% мас. Al, мало змінюється з температурою спікання зразків. Зі зменшенням кількости Al в матеріялі його фазовий склад стає більш залежним від температури спікання. В розчині на основі Al виявлено Ga на рівні розчинности цього металу в подвійній системі Al–Ga (8–9% ат.); водночас, у розчині Fe практично відсутній. У складі інтерметалідів виявлено всі три компонента зі сталим співвідношенням атомів Al до загальної кількости атомів двох інших металів. Крім того, в структурі зразків із 70 та 50% мас. Al присутня окрема фаза на основі Ga з малою кількістю Al та Fe. Мікротвердість Al-розчину слабо залежить від складу матеріялу й температури спікання та дорівнює 0,41...0,45 ГПа. Для зразків із вмістом 70 та 50% мас. Al мікротвердість інтерметалідів змінюється від 1,3..4,3 ГПа (800°С) до 5,3..6,3 ГПа (1000°С і 1200°С). Варіяція твердости, певно, пояснюється змінним складом інтерметалідних включень. Цей показник є максимальним у матеріялі з 90% мас. Al, що відповідає рівню твердости подвійного інтерметаліду FeAl3.

Ключові слова: система Al–Fe–Ga, порошкова металурґія, інтерметаліди, мікротвердість, мікроструктура.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v47/i04/0361.html

PACS: 62.20.Qp, 64.70.kd, 64.75.Nx, 64.75.Op, 81.05.Bx, 81.20.Ev, 81.40.Cd


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. R. Qiao, J. Gou, T. Yang, Y. Zhang, F. Liu, S., Sh. Hu, and T. Ma, Journal of Materials Science & Technology, 84: 173 (2021).
  2. S. Golovin, V. V. Palacheva, A. A. Emdadi, M. Yu. Zadorozhnyy, A. I. Bazlov, M. V. Gorshenkov, A. V. Pozdniakov, E. S. Savchenko, J. Cifre, R. Barbin, J. Zhu, and S. A. Golovin, Kovove Mater., 53: 267 (2015).
  3. I. S. Golovin, Materials, 16, No. 6: 2365 (2023).
  4. H. Nath, G. Phanikumar, H. Nath, and G. Phanikumar, Metall. Mater. Trans. A, 46: 4947 (2015).
  5. S.-P. Hannula, I. Aaltio, Y. Ge, and O. Söderberg, Current Appl. Phys., 12: S63 (2012).
  6. R. P. Mathur, R. K. Singh, S. Ray, M. Manivel Raja, P. Ghosal, and V. Chandrasekaran, Defence Science Journal, 61, No. 3: 275 (2011).
  7. N. S. Stoloff, Mater. Sci. Eng. A, 258: 1 (1998).
  8. S. C. Deevi and V. K. Sikka, Intermetallics, 4: 357 (1996).
  9. J. Wang, J. Xing, Z. Qiu, X. Zhi, and L. Cao, Journal of Alloys and Compounds, 488: 117 (2009).
  10. S. Gedevanishvili and S. C. Deevi, Mater. Sci. Eng. A, 325: 163 (2002).
  11. G. A. Baglyuk, A. I. Tolochin, A. V. Tolochina, R. V. Yakovenko, A. N. Gripachevskii, and M. E. Gjlovkova, Powder Metall. Met. Ceram., 55: 297 (2016).
  12. O. Tolochyn, O. Tolochyna, H. Bagliuk, Ya.I. Yevich, Yu. M. Podrezov, and A. A. Mamonova, Powder Metall. Met. Ceram., 59: 150 (2020).
  13. X. Li, A. Scherf, M. Heilmaier, and F. Stein, J. Phase Equilib. and Diffus., 37, 162 (2016).
  14. D. A. Honcharuk, O. M. Gripachevskyi, O. V. Khomenko, G. M. Molchanovskaya, and G. A. Maksimova, Naukovi notatky, 73: 171 (2022) (in Ukrainian).
  15. H. Okamoto, Bulletin of Alloy Phase Diagrams, 11: 576 (1990).