Фазовые изменения в композиционном сплаве АК12ММгН-18%SiCp после интенсивной пластической деформации и отжига

Г.Р. Халикова1, Г.Ф. Корзникова1, В.Г. Трифонов1
1Институт проблем сверхпластичности металлов Российской академии наук; г. Уфа, ул. Степана Халтурина, д. 39
Аннотация
Исследовано  влияние  интенсивной  пластической  деформации,  реализованное  кручением  под  высоким  давлением  на структуру композиционного сплава АК12ММгН-18%SiCp. На рисунке показано изображение во вторичных электронах и картирование на этом участке по основным химическим элементам сплава после ИПД и отжига при 500°С в течение 2 часовИсследовано влияние интенсивной пластической деформации, реализованное кручением под высоким давлением на структуру композиционного сплава АК12ММгН-18%SiCp. Исходным материалом служила жидкоштампованная заготовка. Образцы диаметром 8 мм и толщиной 0,45 мм деформировали при комнатной температуре на наковальне Бриджмана кручением на 5 оборотов при давлении 4 ГПа. После деформации образцы отжигали в интервале температур 300…500°С в течение 5 минут. Оценивали среднюю площадь и объемную долю первичных и вторичных фаз, а также частиц SiC в исходном, деформированном и отоженном образцах. Проанализировали изменение легированности твердого раствора в исследуемых состояниях. Показано, что интенсивная пластическая деформация привела к дроблению присутствующих в сплаве частиц, средний размер которых уменьшался: кремния с 4,4±0,1 до 0,32±0,02 мкм2, интерметаллидных фаз с 5,2±2,6 до 0,20±0,02 мкм2, SiC с 37,6±0,9 до 3,9±0,02 мкм2. При этом имело место частичное растворение избыточных фаз, способствуя формированию аномально пересыщенного твердого раствора. Пост-ИПД отжиг привел к распаду пересыщенного алюминиевого твердого раствора с выделением нетипичных для сплава вторичных фаз различной морфологии: глобулярного кремния, стержнеобразной фазы, обогащенной Ni, Si и Fe и более компактной фазы, содержащей Si и Cu. При этом, чем выше была температура отжига, тем интенсивнее протекали процессы распада пересыщенного твердого раствора и тем больше была объемная доля частиц кремния и интерметаллидных фаз. С ростом температуры отжига увеличивалась и их средняя площадь. Изменения средней площади и объемной доли частиц SiC при пост-ИПД отжигах не наблюдалось.
Получена: 31 октября 2016   Исправлена: 24 ноября 2016   Принята: 24 ноября 2016
Просмотры: 145   Загрузки: 46
Ссылки
1.
Severe plastic deformation: toward bulk production of nanostructured materials / B. S. Altan ed. New York, Nova science publ., Inc. (2006) 612 p.
2.
А. P. Zhilyaev, T. G. Langdon. Prog. Mat. Sci. 53, 893 – 979 (2008), Doi: 10.1016 / j.pmatsci.2008.03.002
3.
A. Azushima, R. Kopp, A. Korhonen, D. Y. Yang, F. Micari, G. D. Lahoti, P. Groche, J. Yanagimoto, N. Tsuji, A. Rosochowski, A. Yanagida. CIRP Annals — Manufacturing Technology, 57, 716 – 735 (2008), Doi:10.1016 / j.cirp.2008.09.005
4.
M. Murayama, Z. Horita, K. Hono. Acta mater. 49, 21 – 29 (2001), Doi:10.1016 / S1359–6454 (00) 00308 – 6
5.
S. Zang, W. Hu, R. Berghammer, G. Gottstein. Acta mater. 58, 6695 – 6705 (2010), Doi:10.1016 / j.actamat.2010.08.034
6.
A. A. Mazilkin, B. B. Straumal, E. Rabkin, B. Baretzky, S. Enders, S. G. Protasova, O. A. Kogtenkova, R. Z. Valiev. Acta Mater. 54, 3933 – 3939 (2006), Doi:10.1016 / j.actamat.2006.04.025
7.
I. G. Brodova, I. G. Shirinkina, A. N. Petrova, O. V. Antonova, V. P. Pilugin. Phys. Met. Metallogr. 111(6), 659 – 667 (2011) (in Russian) [И. Г. Бродова, И. Г. Ширинкина, А. Н. Петрова, О. В. Антонова, В. П. Пилюгин. Физика металлов и металловедение. 111(6), 659 – 667 (2011).]
8.
O. N. Senkov, F. H. Froes, V. V. Stolyarov, R. Z. Valiev, J. Liu. Scripta Materialia, 38(10), 1511 – 1516, 1998, Doi:10.1016 / S1359–6462 (98) 00073 – 6
9.
Г. Р. Халикова, К. С. Швец, В. Г. Трифонов. Письма о Mатериалах, 5(2), 220 – 224 (2015) (in Russian) [G. R. Khalikova, K. S. Shvets, V. G. Trifonov. Letters on materials 5(2),. 220 – 224 (2015)], Doi: 10.22226 / 2410‑3535‑2015‑2‑220‑224
10.
I. G. Brodova, D. V. Bashlikov, M. S. Nikitin, I. G. Shirinkina, T. I. Yablonskikh. Phys. Met. Metallogr. 98(1), 83 – 92 (2004) (in Russian) [И. Г. Бродова, Д. В. Башлыков, М. С. Никитин, И. Г. Ширинкина, Т. И. Яблонских. Физика металлов и металловедение. 98(1), 83 – 92 (2004).]
11.
I. G. Brodova, I. G. Shirinkina, O. V. Antonova, A. V. Chirkova, S. V. Dobaykin. Maltseva. Russian metallurgy (Metally). 4, 25 – 32 (2009) (in Russian) [И. Г. Бродова, И. Г. Ширинкина, О. В. Антонова, А. В. Чиркова, С. В. Добаткин, В. В. Захаров. Деформация и разрушение материалов. 4, 25 – 32 (2009).]
12.
K. Shvets, G. Khalikova, E. Korznikova, V. Trifonov. AIP Conference Proceedings, 1683, 020213 (2015), Doi: 10.1063 / 1.4932903
13.
V. V. Stolyarov, R. Z. Valiev. Nanomaterials by Sever Plastic Deformation. Proceedings of the Conference «Nanomaterials by Sever Plastic Deformation — NANOSPD2». Vienna, Austria. 2002. p. 125 – 130.
14.
Y. Huang, J. D. Robson, P. B. Prangnell. Acta Mater. 58, 1643 – 1657 (2010), Doi:10.1016 / j.actamat.2009.11.008
15.
G. Angella, P. Bassani, A. Tuissi, M. Vedani. Materials Transactions, 45(7), 2282 – 2287 (2004), Doi:10.2320 / matertrans.45.2282
16.
L. Zhen, W. D. Fei, S. B. Kang, H. W. Kim. Materials Science. 32, 1895 – 1902 (1997), Doi: 10.1023 / A:1018569226499
17.
A. Alhamidi, Z. Horita. Materials Science and Engineering A 622, 139 – 145 (2015), Doi: 10.1016 / j.msea.2014.11.009
18.
L. F. Mondolfo. Aluminum alloys: structure and properties. Butterworths. (1976) 971p.
19.
G. R. Khalikova, R. V. Kal’shchikov, K. S. Shvets, V. G. Trifonov. Basic Problems of Material Science. 12(4), 458 – 465 (2015) (in Russian) [Г. Р. Халикова, Р. В. Кальщиков, К. С. Швец, В. Г. Трифонов. Фундаментальные проблемы современного материаловедения. 12(4), 458 – 465 (2015)]
20.
T. N. Lipchin. Structure and properties of nonferrous alloys solidified under pressure, Moscow, Metallurgy (1994) 128p. (in Russian) [Т. Н. Липчин. Структура и свойства цветных сплавов, затвердевших под давлением, М., Металлургия. 1994. 128c.].
21.
N. A. Belov. Phase composition of commercial and perspective aluminum alloys. Moscow, MISIS. (2010) 511 p. (in Russian) [Н. А. Белов. Фазовый состав промышленных и перспективных алюминиевых сплавов. М., МИСиС. 2010. 511с.]