канд. техн. наук, зам. нач-ка НИО «Неметаллические материалы, металлические композиционные материалы и теплозащита»
105005, г. Москва, ул. Радио, 17
г. Москва
Dr. Sci. (Eng.), deputy head of the research and development organization «Non-metallic materials, metal composite materials and heat protection»
105005, Moscow, Radio str., 17
нач-к НИО «Технологии порошковой металлургии, аддитивного производства, сварки, защитных и специальных высокотемпературных покрытий и материалов»
г. Москва
head of the research and development organization «Technologies of powder metallurgy, additive manufacturing, welding, protective and special high-temperature coatings and materials»
Moscow
канд. техн. наук, нач-к лаборатории № 26
г. Москва
Dr. Sci. (Eng.), head of laboratory No. 26
Moscow
нач-к участка лаборатории № 26
г. Москва
head of the section of laboratory No. 26
Moscow
нач-к сектора лаборатории № 17
г. Москва
head of the sector of laboratory No. 17
Moscow
Проведено исследование гранул алюминиевого композиционного материала, полученного методом механического легирования исходных порошков сплава марки ВАС1 и карбида кремния. Установлено, что по мере увеличения времени механического легирования изменяются морфология и средний размер композиционных гранул. Происходят процессы пластической деформации алюминиевой матрицы, внедрения в нее частиц карбида кремния, «холодной сварки» агломератов между собой и роста среднего размера гранул до 550 мкм при обработке в течение 40 ч. После более длительного механического легирования (60 ч) структура композиционных гранул становится однородной, средний размер частиц составляет ~ 150 мкм и практически не изменяется с повышением времени технологического процесса. Рентгеновский анализ показал изменение не только морфологии композиционных гранул, но и их внутренней структуры: уменьшаются области когерентного рассеяния, изменяется период решетки алюминиевого матричного сплава, растут микродеформации и количество дефектов упаковки. Для более подробного изучения микроструктуры материала были проведены исследования с использованием метода просвечивающей электронной микроскопии. Их результаты подтвердили, что материал обладает однородной ультрамелкозернистой структурой Размер зерен твердого раствора алюминия не превышает 160 нм. Плотность дислокаций в композиционном материале достаточно высокая. В структуре наблюдаются наноразмерные пластинчатые частицы Si и карбид кремния, который присутствует в материале в виде распределенных крупных частиц осколочной формы. Диффузионной зоны между частицами SiC и основным материалом не обнаружено.
The research focuses on aluminum composite granules obtained by the mechanical alloying of VAS1 aluminum alloy and silicon carbide initial powders. It was found that the morphology and average size of composite granules change as the time of mechanical alloying increases. There are the processes of aluminum matrix plastic deformation and the introduction of silicon carbide particles into the matrix, «cold welding» of agglomerates to each other and the growth of an average granule size up to 550 μm that occur for 40 hours of processing. After longer mechanical alloying (60 h), the structure of composite granules becomes uniform, and the average particle size reaches ~150 μm remaining virtually unchanged as the process time increases. X-ray analysis showed that there is a change not only in the morphology of composite granules, but also in their internal structure: coherent scattering regions decrease, the lattice constant of the aluminum matrix alloy changes, microdeformations and stacking faults increase. Transmission electron microscopy studies were conducted in order to study the material microstructure more deeply. Their results proved that the material has a uniform ultra-fine grain structure. The solid solution of aluminum has a maximum grain size of 160 nm. Dislocation density in the composite is rather high. The structure features nanosized plate-like Si particles and silicon carbide existing in the material as distributed splintery coarse particles. No diffusion zone between SiC particles and the base material was found.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.