Физика металлов и металловедение

EFFECT OF MILLING PARAMETERS ON THE SYNTHESIS OF AL–NI INTERMETALLIC COMPOUND PREPARED BY MECHANICAL ALLOYING

MOHAMMAD KAHTAN S., NAEEM HAIDER T.

Nanocrystalline Al-Ni intermetallic compounds were synthesized with different percentages of nickel by mechanical alloying (MA) of elemental powders. In all MA runs, the ball-to-powder weight ratio was 10 : 1, the rotation speed was 350 rpm, and the milling time ranged from 4 to 12 h. The phase evolution and microstructural changes of the powders during MA were investigated by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy, and energy-dispersive X-ray spectroscopy analyses. The crystallite sizes of milled powders were estimated based on the broadening of XRD peaks using the Williamson-Hall formula. Results showed that an optimum MA time of 12 h led to the formation of solid solutions of Al-Zn-Mg and Ni, which can be added to many Al-Ni intermetallic compounds. Furthermore, an Al-Ni intermetallic phase with <20 nm crystallite size was obtained.

THE EFFECT OF PROCESS CONDITIONS IN HEAT-ASSISTED BORONIZING TREATMENT ON THE TENSILE AND BENDING STRENGTH CHARACTERISTICS OF THE AISI-304 AUSTENITIC STAINLESS STEEL

GUNEN ALI

In this study, AISI 304 austenitic stainless steel surface was boronized with nanoboron and ekabor-III powders at 950 and 1000°C for 2 and 4 hours period by solid-state box boronizing method. Then, behaviors of the boronized specimen in the microstructure, three-point bending, and tensile strength characteristics were investigated. As a result of the boriding process, the boride layer thickness in the range of 23-67 μm and microhardness value in the range of 1020-2200 HV have been obtained according to the increase in processing time and temperature and to the particle size of the boron source (0.1). The coating layer on boronized specimens did not exhibit any sign of reaction caused by the tensile strength applied until the yield point was in both tests. Although the particle size of the boron agents was more effective on the boronized specimens bending and tensile strength behaviors, it was observed that processing temperature and its duration are effective as well.

ВЛИЯНИЕ ОТЖИГА НА СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА СПЛАВА AL-LI-CU-ZR-SC-AG, ПОДВЕРГНУТОГО МЕГАПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ

КАЙГОРОДОВА Л.И., РАСПОСИЕНКО Д.Ю., ПУШИН В.Г., ПИЛЮГИН В.П., СМИРНОВ С.В.

Изучены с помощью методов просвечивающей электронной микроскопии и измерений микротвердости структурные и фазовые превращения при низкотемпературном отжиге (150°С) в алюминий-литиевом сплаве 1469 с добавкой Ag, подвергнутом мегапластической деформации кручением под давлением. Показано, что характер формирующейся в течение отжига нанокристаллической структуры определяется конкурирующими процессами рекристаллизации и распада пересыщенного твердого раствора. Обсуждается влияние структурного состояния отожженного сплава на уровень механических свойств (нанотвердость, пластичность, модуль упругости, жесткость).

ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРНО-СКОРОСТНЫХ УСЛОВИЙ ДЕФОРМАЦИИ В НАКОВАЛЬНЯХ БРИДЖМЕНА НА ФОРМИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ В МЕДИ ТЕХНИЧЕСКОЙ ЧИСТОТЫ

ОРЛОВА Д.К., ЧАЩУХИНА Т.И., ВОРОНОВА Л.М., ДЕГТЯРЕВ М.В.

Исследована медь технической чистоты (99.9 мас. % Cu), деформированная сдвигом под давлением при комнатной температуре. Установлена связь структуры меди с температурно-скоростными условиями деформации. Показано, что примесное торможение препятствует росту зерна при постдинамической рекристаллизации. Это позволило в меди технической чистоты в отличие от высокочистой меди (99.99 мас. %) определить условия, при которых происходит преимущественно либо наклеп деформируемого материала, сопровождающийся непрерывным повышением твердости и измельчением элементов структуры, либо динамическая рекристаллизация, приводящая к стабилизации значений твердости и среднего размера зерна. Показано, что в условиях наклепа структура исследованной меди определяется величиной истинной деформации, а в условиях динамической рекристаллизации - температурно-скомпенсированной скоростью деформации.

ДИНАМИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ ВОЗМОЖНЫХ МОРФОЛОГИЧЕСКИХ ПРИЗНАКОВ НАНОКРИСТАЛЛОВ АУСТЕНИТА, ФОРМИРУЮЩИХСЯ ПРИ α-ε-γ - ПРЕВРАЩЕНИИ В СПЛАВАХ FE-NI ПУТЕМ ДЕФОРМАЦИИ И ПЕРЕТАСОВКИ ПЛОСКОСТЕЙ {110}α

КАЩЕНКО М.П., ЧАЩИНА В.Г.

В рамках динамической теории обсуждается один из возможных вариантов формирования мартенситных кристаллов при обратном α-γ - превращении в Fe-Ni сплавах, связанный с участием промежуточной ε - фазы. Рассматривается механизм плоской деформации растяжения - сжатия плоскостей {110}α. Найден набор характерных морфологических признаков для кристаллов ε - фазы, свидетельствующий о причастности ε - фазы к их образованию и включающий материальные ориентационные соотношения близкие к идеальным соотношениям Курдюмова-Закса.

ИССЛЕДОВАНИЕ ДЕЙСТВУЮЩИХ МЕХАНИЗМОВ СВЕРХПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ В СПЛАВЕ СИСТЕМЫ AL-MG-MN

ЯКОВЦЕВА О.А., МИХАЙЛОВСКАЯ А.В., ЛЕВЧЕНКО В.С., ИРЖАК А.В., ПОРТНОЙ В.К.

Проанализированы вклады зернограничного скольжения и внутризеренного дислокационного скольжения во время сверхпластической деформации в сплаве AMг4 (аналог АА5083) путем анализа изменений в процессе деформации поверхности образцов с маркерными сетками, полученными ионным травлением. Методами световой, электронной просвечивающей, сканирующей микроскопии и дифракции обратных отраженных электронов проанализированы изменения дислокационной, зеренной и субзеренной структуры во время сверхпластической деформации. Показано, что во время сверхпластической деформации развивается динамическая полигонизация. Вклад диффузионной ползучести определен по анализу зон свободных от выделений, выявленных после деформации.

ИССЛЕДОВАНИЯ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ТЕКСТУРООБРАЗОВАНИЯ ПРИ ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКЕ И ОТЖИГЕ В СПЛАВЕ 8011

АРЫШЕНСКИЙ Е.В., СЕРЕБРЯНЫЙ В.Н., ТЕПТЕРЕВ М.С., ГРЕЧНИКОВА А.Ф.

Работа посвящена изучению эволюции текстуры при холодной прокатке и промежуточном отжиге в алюминиевом сплаве 8011. С помощью рентгеноструктурного анализа определенны основные текстурные компоненты горячекатаной заготовки. Изучена их эволюция при последующей холодной прокатке и промежуточном отжиге. Оценено влияние текстурных компонент на размеры и расположение фестонов на каждом этапе производства холоднокатаной ленты.

МЕХАНИЧЕСКОЕ ЛЕГИРОВАНИЕ СПЛАВОВ СИСТЕМЫ AL-FE ПУТЕМ ИНТЕНСИВНОЙ ДЕФОРМАЦИИ ПОД ДАВЛЕНИЕМ

ДОБРОМЫСЛОВ А.В., ТАЛУЦ Н.И., ПИЛЮГИН В.П., ТОЛМАЧЕВ Т.П.

Сплавы системы Al-Fe с содержанием железа до 50 ат. % были получены из элементных порошков путем интенсивной пластической деформации под давлением. Синтезированные сплавы были изучены с помощью рентгеноструктурного анализа, просвечивающей и сканирующей электронной микроскопии, а также измерением микротвердости. Установлено, что на размер зерна оказывает влияние как степень пластической деформации, так и содержание железа в сплаве. Под действием пластической деформации под давлением происходит взаимное растворение атомов железа и алюминия. Растворимость железа в алюминии при комнатной температуре достигает ~ 1 ат. %. Растворение алюминия в кристаллической решетке железа приводит к образованию неупорядоченного твердого раствора FeAl. Увеличение содержание железа в сплаве приводит к монотонному повышению микротвердости до величины 3.4 ГПа.

ОБ ОТСУТСТВИИ ДЛИННОПЕРИОДНОЙ 9R-ФАЗЫ В ИНВАРНОМ СПЛАВЕ FE-32NI

КАБАНОВА И.Г., САГАРАДЗЕ В.В., КАТАЕВА Н.В.

Анализом электронограмм из недавно опубликованных работ [19, 20] установлено, что в исследованном сплаве Fe-32Ni в процессе α -> γ - превращения при медленном нагреве вопреки заключению автора отсутствуют какие либо признаки формирования длиннопериодной 9R-фазы, а наблюдается образование обычной нанокристаллической γ - фазы с ГЦК-решеткой. Протяженные пластины со слоистой структурой, выдаваемой автором работ [19, 20] за новую фазу типа (3R + 9R) в сплаве Fe-32Ni, являются обычными областями двойникованного мидриба каждого исходного α - кристалла, в котором при нагреве произошло образование двойниковых нанопластин γ - фазы.

РЕЛАКСАЦИЯ СТРУКТУРЫ FE-NI СПЛАВОВ ПРИ ИНДУЦИРОВАННОМ МЕГАПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИЕЙ МЕХАНИЧЕСКОМ СПЛАВЛЕНИИ

ШАБАШОВ В.А., САГАРАДЗЕ В.В., ЛИТВИНОВ А.В., ЗАМАТОВСКИЙ А.Е.

С применением мессбауэровской спектроскопии проведено сопоставление деформационных, термических и радиационно-стимулированных процессов релаксации структуры системы бинарных и специально легированных ГЦК Fe-Ni сплавов, подвергнутых большой холодной пластической деформации. В процессе механического сплавления обнаружено динамическое старение, а также снижение его активности, и появление канала сдвигового γ -> α - перехода при увеличении скорости деформации, уменьшении химической активности и диффузионной подвижности элементов.

СТРУКТУРА И ФАЗОВЫЙ СОСТАВ ЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ НА СТАЛИ, ПОЛУЧЕННЫХ МЕТОДАМИ ЖИДКОФАЗНОГО АЛИТИРОВАНИЯ

БРОДОВА И.Г., ШИРИНКИНА И.Г., ЗАЙКОВ Ю.П., КОВРОВ В.А., ШТЕФАНЮК Ю.М., ПИНГИН В.В., ВИНОГРАДОВ Д.А., ГОЛУБЕВ М.В., ЯБЛОНСКИХ Т.И., АСТАФЬЕВ В.В.

Проведены экспериментальные исследования основных характеристик (толщины, фазового состава и микрораспределения элементов) защитного коррозионностойкого покрытия на образцах стали Ст3сп в зависимости от параметров процесса жидкофазного алитирования. Выбраны условия и режимы алитирования: состав солевого расплава, температура, плотность тока и количество осажденного алюминия (продолжительность нанесения), обеспечивающие образование сплошных интерметаллидных покрытий на образцах стали Ст3сп.

СТРУКТУРНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ В ИНВАРНЫХ FE-NI И FE-NI-C СПЛАВАХ ПРИ ДЕФОРМАЦИИ ОСАДКОЙ

НАДУТОВ В.М., ВАЩУК Д.Л., ВОЛОСЕВИЧ П.Ю., СПУСКАНЮК В.З., ДАВИДЕНКО А.А.

Методами рентгеноструктурного, металлографического и электронно-микроскопического анализов исследованы особенности изменения размерных и микроструктурных характеристик образцов двух инварных ГЦК-сплавов Fe-35.0% Ni-0.49% Mn и Fe-30.9% Ni-1.23% С после осадки с логарифмической деформацией е = 0.5 и 1.1. Показано, что закономерности изменения макроскопических размеров образцов, а также параметров элементов структуры, представленные коэффициентами изменения формы после осадки, являются общими для обоих сплавов, хотя имеют отличия. Эти отличия обусловлены присутствием в углеродсодержащем сплаве второй фазы, сосредоточенной преимущественно по границам элементов структуры, которая влияет на изменение размерных и микроструктурных характеристик, а также более высокой плотностью и равномерностью распределения дефектов.