Структура і механічні властивості квазікристалічного Al94Fe3Cr3-сплаву, консолідованого в умовах квазігідростатичного стиску

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorЮркова, О. І.
dc.contributor.authorБякова, О. В.
dc.contributor.authorКравченко, О. І.
dc.contributor.authorГущик, Д. В.
dc.contributor.authorYurkova, Alexandra Ivanovna
dc.contributor.authorByakova, Alexandra V.
dc.contributor.authorKravchenko, Oleksandra I.
dc.contributor.authorHushchyk, Dmytro V.
dc.date.accessioned2018-12-14T16:24:22Z
dc.date.available2018-12-14T16:24:22Z
dc.date.issued2017
dc.description.abstractenBackground. Quasicrystalline Al-based alloys belong to the class of the state-of-the-art metal materials for the application in light engineering constructions, primarily in aviation and the motor transport industry. These materials are commonly made in the form of powders, which is due to the high productivity of powder metallurgy methods. Therefore, the powder consolidation methods are of great importance in the production of products, which is associated with certain difficulties, and consequently, they should be chosen considering not only the quasicrystals’ propensity to brittle fracture but also the metastable nature of the quasicrystalline phases. Certain possibilities in this direction are provided by the quasi-hydrostatic compression method, which can provide a non-trivial combination of strength and ductility properties of materials. Objective. The aim of the paper is to investigate the effect of high pressure under quasi-hydrostatic compression on the formation of structure, phase composition and mechanical properties of the quasicrystalline Al94Fe3Cr3 alloy. Methods. 40 μm Al94Fe3Cr3 alloy quasicrystalline powder was fabricated by water-atomisation technique. Consolidation of quasicrystalline powder was performed by quasi-hydrostatic compression technique in high-pressure cells at room temperature at a pressure of 2.5, 4, and 6 hPa. Structure, phase composition and mechanical characteristics of Al94Fe3Cr3 alloy were performed by scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction andmicromechanical tests. Results. Using the phase X-ray analysis and SEM, the content of the quasicrystalline icosahedral phase (i-phase) in the Al94Fe3Cr3 alloy structure was completely preserved after its consolidation at different pressures (2.5, 4, and 6 hPa) under quasi-hydrostatic compression at room temperature. Despite the high pressure applied in the consolidation process, the morphology of quasicrystalline phase particles located in the a-Al deformed matrix solid solution remains unchanged. The mechanical properties of the alloy exceed the similar characteristics of the alloy consolidated by warm extrusion. Conclusions. Consolidation of the Al94Fe3Cr3 alloy powder under quasi-hydrostatic compression allows for the complete conservation of metastable quasicrystalline i-phase particles in the aluminum matrix, which provides the highest values of strength properties together with sufficient ductility for application in the engineering practice.uk
dc.description.abstractruПроблематика. Квазикристаллические сплавы на основе Al принадлежат к классу новейших металлических материалов для применения в легких инженерных конструкциях, прежде всего в авиации, автотранспортной отрасли. Указанные материалы чаще всего изготавливают в виде порошков, что обусловлено большой производительностью методов порошковой металлургии. Поэтому важное значение в производстве изделий принадлежит методам консолидации порошков, что связано с определенными трудностями, вследствие чего выбирать их следует с учетом не только склонности квазикристаллов к хрупкому разрушению, но и метастабильной природы квазикристаллических фаз. Определенные возможности в этом направлении предоставляет метод квазигидростатического сжатия, который может обеспечить нетривиальную комбинацию свойств прочности и пластичности материалов. Цель исследования. Изучение влияния высокого давления в условиях квазигидростатического сжатия на формирование структуры, фазового состава и механических свойств квазикристаллического Al94Fe3Cr3-сплава. Методика реализации. Порошок Al94Fe3Cr3-сплава с размером частиц £40 мкм изготавливали методом распыления расплава водой высокого давления. Консолидацию порошка проводили в условиях квазигидростатического сжатия в ячейках высокого давления при комнатной температуре под давлением 2,5; 4 и 6 ГПа. Структуру, фазовый состав и механические характеристики сплава исследовали методами сканирующей электронной микроскопии (СЭМ), рентгеноструктурного анализа и микромеханических испытаний. Результаты исследования. Методами фазового рентгеновского анализа и СЭМ установлено полное сохранение содержания квазикристаллической икосаэдрической фазы (и-фазы) в структуре Al94Fe3Cr3-сплава после его консолидации при различном давлении (2,5, 4 и 6 ГПа) в условиях квазигидростатического сжатия при комнатной температуре. Несмотря на высокое давление, приложенное в процессе консолидации, морфология частиц квазикристаллической фазы, расположенных в деформированном матричном твердом растворе a-Al, остается неизменной. Механические свойства сплава превышают аналогичные характеристики сплава, консолидированного теплой экструзией. Выводы. Консолидация порошка Al94Fe3Cr3-сплава в условиях квазигидростатического сжатия дает возможность полного сохранения частиц метастабильной квазикристаллической и-фазы в алюминиевой матрице, что обеспечивает комбинацию высокой прочности и достаточной пластичности, необходимой для использования в инженерной практике.uk
dc.description.abstractukПроблематика. Квазікристалічні сплави на основі Al належать до класу найновітніших металевих матеріалів для застосування в легких інженерних конструкціях, насамперед в авіації, автотранспортній галузі. Зазначені матеріали найчастіше виготовляють у вигляді порошків, що зумовлено великою продуктивністю методів порошкової металургії. Отже, важливе значення у виготовленні виробів належить методам компактування порошків, але це пов’язано з певними труднощами, тому вибирати їх потрібно, зважаючи не тільки на схильність квазікристалів до крихкого руйнування, але і на метастабільну природу квазікристалічних фаз. Певні можливості в цьому напрямі надає метод квазігідростатичного стиску, який може забезпечити нетривіальну комбінацію властивостей міцності та пластичності матеріалів. Мета дослідження. Вивчення впливу високого тиску в умовах квазігідростатичного стиску на формування структури, фазового складу і механічних властивостей квазікристалічного Al94Fe3Cr3-сплаву. Методика реалізації. Порошок сплаву Al94Fe3Cr3 з розміром частинок £40 мкм виготовлено методом диспергування роз­плаву струменями води з високим тиском. Консолідацію порошку сплаву здійснювали в умовах квазігідростатичного стиску в комірках високого тиску за кімнатної температури під тиском 2,5; 4 і 6 ГПа. Структуру, фазовий склад і механічні характеристики сплаву досліджували методами скануючої електронної мікроскопії (СЕМ), рентгеноструктурного аналізу та мікромеханічних випробувань. Результати дослідження. Методами фазового рентгенівського аналізу та СЕМ встановлено повне збереження вмісту квазікристалічної ікосаедричної фази (і-фази) в структурі Al94Fe3Cr3 сплаву після його консолідації за різного тиску (2,5; 4 і 6 ГПа) в умовах квазігідростатичного стиску за кімнатної температури. Незважаючи на високий тиск, прикладений під час консолідації, морфологія частинок квазікристалічної фази, що містяться в деформованому матричному a-Al твердому розчині, залишається незмінною. Механічні властивості консолідованого сплаву перевищують аналогічні характеристики сплаву, компактованого гарячою екструзією. Висновки. Консолідація порошку Al94Fe3Cr3-сплаву в умовах квазігідростатичного стиску надає можливість повного збереження частинок метастабільної квазікристалічної і-фази в алюмінієвій матриці, що забезпечує комбінацію високої міцності та достатньої пластичності, необхідної для використання в інженерній практиці.uk
dc.format.pagerangeС. 81–89uk
dc.identifier.citationСтруктура і механічні властивості квазікристалічного Al94Fe3Cr3-сплаву, консолідованого в умовах квазігідростатичного стиску / О. І. Юркова, О. В. Бякова, О. І. Кравченко, Д. В. Гущик // Наукові вісті НТУУ «КПІ» : міжнародний науково-технічний журнал. – 2017. – № 5(115). – С. 81–89. – Бібліогр.: 26 назв.uk
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/1810-0546.2017.5.100489
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/25403
dc.language.isoukuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.sourceНаукові вісті НТУУ «КПІ» : міжнародний науково-технічний журнал, 2017, № 5(115)uk
dc.subjectквазікристалиuk
dc.subjectAl-Fe-Cr-сплавuk
dc.subjectквазігідростатичний стискuk
dc.subjectтискuk
dc.subjectструктураuk
dc.subjectфазовий складuk
dc.subjectмеханічні властивостіuk
dc.subjectквазикристаллыuk
dc.subjectAl-Fe-Cr-сплавuk
dc.subjectквазигидростатическое сжатиеuk
dc.subjectдавлениеuk
dc.subjectструктураuk
dc.subjectфазовый составuk
dc.subjectмеханические свойстваuk
dc.subjectQuasicrystalsuk
dc.subjectAl–Fe–Cr alloyuk
dc.subjectQuasi-hydrostatic compressionuk
dc.subjectPressureuk
dc.subjectStructureuk
dc.subjectPhase compositionuk
dc.subjectMechanical propertiesuk
dc.subject.udc621.785.532uk
dc.titleСтруктура і механічні властивості квазікристалічного Al94Fe3Cr3-сплаву, консолідованого в умовах квазігідростатичного стискуuk
dc.title.alternativeStructure and Mechanical Properties of Powdered Quasicrystalline Al94Fe3Cr3 Alloy Consolidated by Quasi-Hydrostatic Compressionuk
dc.title.alternativeСтруктура и механические свойства квазикристаллического Al94Fe3Cr3-сплава, консолидированного в условиях квазигидростатического сжатияuk
dc.typeArticleuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
NVKPI2017-5_10.pdf
Розмір:
528.26 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
7.74 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Наукові вісті НТУУ «КПІ»: міжнародний науково-технічний журнал, № 5(115)