СПЕКАНИЕ КАК МЕТОД ПОЛУЧЕНИЯ ПРОЧНЫХ КОМПОЗИТОВ Al–Sn С БОЛЬШИМ СОДЕРЖАНИЕМ ВТОРОЙ ФАЗЫ
https://doi.org/10.17073/1997-308X-2017-1-20-28
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. РусинРоссия
канд. техн. наук, ст. науч. сотр. лаборатории физики наноструктурных функциональных материалов
А. Л. Скоренцев
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.
Рецензия
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. Powder Metallurgy аnd Functional Coatings (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