ВПЛИВ СТРУКТУРИ ТА СКЛАДУ ПОРОШКОВИХ МАТЕРІАЛІВ НА ОСНОВІ AL-FE-C НА ЇХ СТІЙКІСТЬ ПІД ЧАС АБРАЗИВНОГО ЗНОШУВАННЯ
DOI:
https://doi.org/10.18372/0370-2197.1(94).16470Ключові слова:
дисперсно зміцнені сплави, зношування, алюміній, структура, інтерметаліди, зміцнення, графіт, антифрикційні матеріалиАнотація
Тепер у науковому світі матеріалознавців багато уваги приділяється матеріалам на основі легких сплавів. У цьому відношенні перспективними є сплави на основі алюмінію, які знаходять широке застосування у різноманітних галузях науки і техніки як конструкційні, електротехнічного призначення, жаростійкі, стійкі до впливу агресивних середовищ тощо. Особлива увага приділяється розробці матеріалів триботехнічного призначення. Головною структурною складовою в алюмінієвих сплавах, яка забезпечує високу зносостійкість є дисперсні включення інтерметалідів. Отримання яких передбачає термічну обробку – старіння. Однак такий підхід обмежений певним інтервалом температур оскільки термічна дія спричиняє зворотнє розчинення легувальних компонентів в алюмінії та знеміцнення сплаву. Отримати стабільну структуру вдається під час застосування заліза як легувального елементу. За рахунок низької розчинності в алюмінії вдається зберігати отриману структуру як за кімнатних так і за підвищених температури. Проте, класичні методи литва не дозволяють отримати дрібні, рівномірно розподілені включення інтерметалідних фах. Отримання комплексу фізико-механічних характеристик таких матеріалів з наперед заданими властивостями можливо під час застосування методів порошкової металургії. Де вихідні компоненти і їх структурні складові знаходяться в дисперсному стані. В роботі вивчено вплив температури спікання та складу вихідної шихти на стійкість проти абразивного зношування порошкових сплавів Аl+15 мас.% Fe, Аl+15 мас.% Fe + 1-3 мас.% С компактованих з порошків отриманих методом механічного диспергування розплавів. Показано, що стійкість проти абразивного зношування збільшується зі збільшенням температури спікання від 600 до 800 °С, що зумовлено збільшенням розміру їх структурної складової Al3Fe. Стійкість проти абразивного зношування збільшується зі збільшенням вмісту графіту, що зумовлено його змащувальною дією.
Посилання
Tomoko Sano. Advanced Composites for Aerospace, Marine, and Land Applications / Tomoko Sano, T. S. Srivatsan, Michael W. Perett. – Springer, Cham, 2016.– 268 p.
Kavian Cooke. Aluminium Alloys and Composites / Kavian Cooke. –IntechOpen,
– 182 p.
Berent V. Ya. Materialyi i svoystva elektricheskih kontaktov v ustroystvah zheleznodorozhnogo transporta. – M. : Intekst, 2005. – 408 s.
Kragelskiy I. V. Trenie i iznos / I.V. Kragelskiy. – M. : Mashinostroenie, 1968. – 430 s.
Stepanchuk A. N. Tehnologiya poroshkovoy metallurgii . Uch. posobie / A. N. Ste-panchuk, I. I. Bilyik, P. A. Boyko. – K. : ”Vischa shkola”. – 1989. – 415 s.
Kiparisov S. S. Poroshkovaya metalurgiya / S. S. Kiparisov, G. A. Liberson. – M. : «Metallurgiya», 1980. – 496 s.
Crystallographic orientation and spatially resolved damage in a dispersion-hardened Al alloy / Qingge Xie, Junhe Lian, Juri J. Sidor [et al.] // Acta Materialia. – 2020. – Vol. 193. –
P. 138 – 150.
Dispersion hardening of an AlSi3Mg alloy with Cr and Mn addition / M. Tocci,
A. Pola, G. Angella, R. Donnini [et al.] // Materials Characterization. – 2019. – Vol. 10. –
P. 319 – 326.
Effect of T6-treatments on microstructure and mechanical properties of forged Al-4.4Cu-0.7Mg-0.6Si alloy / Hui-zhong Li, Ze-xiao Zhu, Xiao-peng Lian // Transactions of Nonferrous Metals Society of China. – 2017. – Vol. 27, Is. 12. – P. 2539 – 2547.
S. Srivastava. Study of wear and friction of Al-Fe metal matrix composite produced by liquid metallurgical method / S. Srivastava, S. Mohan // Tribology in industry. – 2011. – Vol. 33, Is. 3. – P. 128 – 137.
F. Czerwinski. Cerium in aluminum alloys / F. Czerwinski // Journal of Materials Science. – Vol. 55, Is. 1. – P. 24 – 72.
D. K. Mukhopadhyay. Structural evolution in mechanically alloyed Al-Fe powders / D. K. Mukhopadhyay, C. Suryanarayana, F. H. Froes // Metallurgical and Materials Transactions A. – 1995. – Vol. 26, Is. 8. – P. 1939 – 1946.
M. Baig. Thermo-mechanical responses of nanocrystalline Al-Fe alloy processed using mechanical alloying and high frequency heat induction sintering / M. Baig,
H. R. Ammar, A. H. Seikh // Materials Science and Engineering: A. – Vol. 655. –
P. 132 – 141.
Microstructure evolution of atomized Al-0.61 wt pct Fe and Al-1.90 wt pct Fe alloys / J. Chen, U. Dahlborg, C. M. Bao [et al.] // Metallurgical and Materials Transactions. – 2011. – Vol. 42, Is. 3. – P. 557 – 567.
Droplet Solidification of Impulse Atomized Al-0 61Fe and Al-1 9Fe / Hani Henein, Vincent Buchoud, Ralf-Roman Schmidt, Chuck Watt // Canadian Metallurgical Quarterly. – 2010. – Vol. 49, Is. 4. – P. 446.
Nayda Yu. I. Promyishlennoe proizvodstvo poroshkov splavov medi metodom udarnogo drobleniya strui rasplava / Yu. I. Nayda, A. N. Stepanchuk, A. Yu. Nayda // Po-roshkovaya metallurgiya, 2006. – No1/2. – S.112 – 117.
Stepanchuk A. M. Teoretychni ta tekhnolohichni osnovy otrymannia poroshkiv metaliv, splaviv i tuhoplavkykh spoluk. Pidruchnyk. / A. M. Stepanchuk. – K. : Vydavnytstvo “Politekh-nika”. – 2006. – 353 s.
ASTM G99-17 Standard Test Method for Wear Testing with a Pin-on-Disk Appa-ratus, ASTM International, WestConshohocken, PA, 2017, www.astm.org
Study Of Al-Al3Fe In High Frequency Magnetic Induction Fusion Al–Fe / Abdelhak Fekrache, Mohamed Yacine Debili, N. Boukhris, M. Draissia // Material Science. – 2013. – Vol. 9, Is. 12. – P. 467 – 470.
Hossein Sina. A study on the formation of iron aluminide (FeAl) from elemental powders / Hossein Sina, J. Corneliusson // Journal of Alloys and Compounds. – 2015. –
Vol. 636 – P. 261 – 269.
