СПЕКАНИЕ КАК МЕТОД ПОЛУЧЕНИЯ ПРОЧНЫХ КОМПОЗИТОВ Al–Sn С БОЛЬШИМ СОДЕРЖАНИЕМ ВТОРОЙ ФАЗЫ
Аннотация
Исследованы структура и механические свойства композитов Al–Sn, полученных жидкофазным спеканием в вакууме смеси порошков алюминия (АСД-4) и олова (ПО2). Спекание сырых брикетов пористостью ~15 % осуществляли при темпера-туре 570–620 °С и времени выдержки от 0,5 до 2,0 ч. Концентрация олова в брикетах увеличивалась с шагом 10 мас.% и достигала 50 мас.%. Установлено, что метод жидкофазного спекания позволяет получать композиты с большим содержанием второй фазы и непрерывной Al-матрицей, способной препятствовать локализации деформации в прослойках мягкой Sn-фазы при внешнем нагружении. Оптимальный режим спекания композитов соответствует температуре 600 °С и выдержке в течение 1 ч. С повышением доли олова связанность алюминиевой матрицы снижается, при этом она остается непрерывной при содержании олова до 50 мас.% (27 об.%). Оценка механических свойств спеченных материалов проводилась путем испытания на сжатие. Прочность полученных спеченных композиционных материалов (КМ) описывается уравнением идеальной смеси: σКМ = σAlfAl + σSnfSn, где σSn – константа, поскольку олово не упрочняется, а значение σAl определяется из кривой сжатия чистого алюминия.
Об авторах
Н. М. Русин
Институт физики прочности и материаловедения (ИФПМ) СО РАН, г. Томск
Россия
Россия
канд. техн. наук, ст. науч. сотр. лаборатории физики наноструктурных функциональных материалов
А. Л. Скоренцев
Институт физики прочности и материаловедения (ИФПМ) СО РАН, г. Томск Национальный исследовательский Томский политехнический университет
Россия
Россия
мл. науч. сотр. той же лаборатории ИФПМ СО РАН, инженер Физико-технического института Национального исследовательского Томского политехнического университета
Список литературы
1. Буше Н.А., Двоскина В.А., Раков К.М., Гуляев А.С. Подшипники из алюминиевых сплавов. М.: Транспорт, 1974.
2. Русин Н.М., Иванов К.В. Особенности пластического течения порошкового сплава Al—40Sn при экструзии // Изв. вузов. Цвет. металлургия. 2011. No. 2. С. 48—54.
3. Диаграммы состояния двойных металлических систем / Под общ. ред. Н.П. Лякишева. Т. 1. М.: Машиностроение, 1996.
4. Straumal B., Molodov D., Gust W. Grain boundary wetting phase transitions in the Al—Sn and Al—Sn—Pb systems // Mater. Sci. Forum. 1996. Vols. 207—209. P. 437—440.
5. Straumal B., Risser S., Sursaeva V., Chenal B., Gust W. Grain grows and grain boundary wetting phase transitions in the Al—Ga and Al—Sn—Ga alloys of high purity // J. Physique IV France. 1995. Vol. 5. P. 233—241.
6. Evans E.B., McCormick M.A., Kennedy S.L., Erb U. The effect of inclusion size on grain boundary wetting in A1—Sn alloys // Appl. Phys. A. 1987. Vol. 42. P. 269—272.
7. Harris S.J., McCartney D.G., Horlock A.J., Porrin C. Production of ultrafine microstructure in Al—Sn, Al— Sn—Cu and Al—Sn—Cu—Si alloys for use in tribological application // Mater. Sci. Forum. 2000. Vols. 331—337. P. 519—526.
8. De Rosa H., Cardús G., Broitman E., Zimmerman R. Structural properties of AlSn thin films deposited by magnetron sputtering // J. Mater. Sci. Lett. 2001. Vol. 20. P. 1365—1367.
9. Kotadia H.R., Patel J.B., Fan Z., Doernberg E., Schmid-Fetzer R. Solidification and processing of aluminum based immiscible alloys // Aluminium alloys: Fabrications, characterization and applications II / Eds. W. Yin, S.K. Das, Z. Long. TMS, 2009. P. 81—86.
10. Valizadeh A.R., Kiani-Rashid A.R., Avazkonandeh-Gharavol M.H., Karimi E.Z. The influence of cooling rate on the microstructure and microsegregation in Al—30Sn binary alloy // Metallogr. Microstruct. Anal. 2013. Vol. 2. P. 107—112.
11. German R.M. Powder metallurgy and particulate materials processing. Princeton: Metal Powder Industries Federation, 2005.
12. Русин Н.М., Борисов С.С. Макроструктурные характеристики порошковой прессовки после РКУП // Изв. вузов. Порошк. металлургия и функц. покрытия. 2011. No. 4. С. 25—30.
13. Арефьев Б.А., Кулешов В.В., Пановко В.М., Ребров А.В., Савицкая Л.И. Компактирование быстрозакристаллизованного алюминия экструзией // Пластическая деформация конструкционных материалов. М.: Мир, 1988. С. 146—158.
14. Чернявский К.С. Стереология в металловедении. М.: Металлургия, 1977.
15. Русин Н.М., Скоренцев А.Л., Мишин И.П. Эволюция структуры и свойств композитов Al—Sn при деформации // Перспект. материалы. 2015. No. 6. С. 5—17.
16. Rusin N.M., Skorentsev A.L., Kolubaev E.A. Structure and tribotechnical properties of Al—Sn alloys prepared by the method of liquid-phase sintering // Adv. Mater. Res. 2014. Vol. 1040. P. 166—170.
Для цитирования:
Русин Н.М., Скоренцев А.Л. СПЕКАНИЕ КАК МЕТОД ПОЛУЧЕНИЯ ПРОЧНЫХ КОМПОЗИТОВ Al–Sn С БОЛЬШИМ СОДЕРЖАНИЕМ ВТОРОЙ ФАЗЫ. Известия вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. 2017;(1):20-28. https://doi.org/10.17073/1997-308X-2017-1-20-28
For citation:
Rusin N.M., Skorentsev A.L. SINTERING AS A METHOD OF PRODUCING HARD AL–SN COMPOSITES WITH A HIGH SECOND PHASE CONTENT. Izvestiya vuzov. Poroshkovaya metallurgiya i funktsional’nye pokrytiya. 2017;(1):20-28. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1997-308X-2017-1-20-28
Просмотров: 502
Послать статью по эл. почте 