Термостабильность структуры и механических свойств наноквазикристаллического Al₉₄Fe₃Cr₃-сплава
Методами фазового рентгеноструктурного анализа, просвечивающей электронной микроскопии и микромеханических испытаний изучено влияние температуры на эволюцию структуры и формирование механических свойств быстрозакалённого композиционного Al₉₄Fe₃Cr₃-сплава с наноразмерными частицами метастабильной ико...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Металлофизика и новейшие технологии |
|---|---|
| Datum: | 2016 |
| Hauptverfasser: | , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України
2016
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/112637 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Термостабильность структуры и механических свойств наноквазикристаллического Al₉₄Fe₃Cr₃-сплава / А.И. Юркова, А.И. Кравченко, А.В. Бякова, А.А. Власов // Металлофизика и новейшие технологии. — 2016. — Т. 38, № 11. — С. 1463-1477. — Бібліогр.: 25 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-112637 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Юркова, А.И. Кравченко, А.И. Бякова, А.В. Власов, А.А. 2017-01-24T20:56:08Z 2017-01-24T20:56:08Z 2016 Термостабильность структуры и механических свойств наноквазикристаллического Al₉₄Fe₃Cr₃-сплава / А.И. Юркова, А.И. Кравченко, А.В. Бякова, А.А. Власов // Металлофизика и новейшие технологии. — 2016. — Т. 38, № 11. — С. 1463-1477. — Бібліогр.: 25 назв. — рос. 1024-1809 DOI: 10.15407/mfint.38.11.1463 PACS: 61.44.Br, 62.20.F-, 62.20.Qp, 64.70.kd, 81.40.Ef, 81.40.Jj, 81.40.Np https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/112637 Методами фазового рентгеноструктурного анализа, просвечивающей электронной микроскопии и микромеханических испытаний изучено влияние температуры на эволюцию структуры и формирование механических свойств быстрозакалённого композиционного Al₉₄Fe₃Cr₃-сплава с наноразмерными частицами метастабильной икосаэдрической квазикристаллической фазы (i-фазы). Показано, что прочностные характеристики быстрозакалённого сплава сохраняют свои значения до температуры 400°C, при которой происходит растворение квазикристаллических частиц i-фазы с одновременным формированием метастабильного интерметаллида Al₆Fe. Существенное снижение прочности сплава происходит при повышении температуры отжига до 550—575°C, которое сопровождается превращением метастабильного интерметаллида Al₆Fe в стабильные кристаллические θ-фазы Al₁₃Cr₂ и Al₁₃Fe₄. Методами фазової рентґеноструктурної аналізи, просвітлювальної електронної мікроскопії та мікромеханічних випробувань досліджено вплив температури на еволюцію структури та формування механічних властивостей швидкозагартованого композиційного Al₉₄Fe₃Cr₃-стопу з нанорозмірними частинками метастабільної ікосаедричної квазикристалічної фази (i-фази). Показано, що характеристики міцности швидкозагартованого стопу зберігають свої значення до температури у 400°C, коли в структурі замість квазикристалічних частинок i-фази, які розчиняються, відбувається формування частинок метастабільного інтерметаліду Al6Fe. Зниження міцности відбувається у разі підвищення температури відпалу до 550—575°C, при якому відбувається перетворення метастабільного інтерметаліду Al₆Fe на стабільні кристалічні θ-фази Al₁₃Cr₂ і Al₁₃Fe₄. Nano-quasi-crystalline Al—Fe—Cr-based alloys composed of nanosize icosahedral quasi-crystalline particles embedded in the α-Al matrix exhibit a high strength at elevated temperatures compared to commercial Al alloys. In this point, basic knowledge concerning structural stability is important for application of Al—Fe—Cr-based alloys in engineering practice. Investigation of thermal evolution of rapid-quenched melt-spun Al-based alloy with nominal composition of Al₉₄Fe₃Cr₃ is the subject matter of the present study. X-ray diffraction (XRD) analysis and transmission electron microscopy (TEM) are used for microstructural characterisation of the above-mentioned alloy heat-treated at different temperatures during 30 min. In addition, microindentation technique is applied to reveal a correspondence of microstructure with strength and ductility of Al₉₄Fe₃Cr₃ alloy in as-spun state and after heat treatment. A number of mechanical characteristics including Young’s modulus, E, Vickers microhardness, HV, yield stress, σ₀.₂, and plasticity characteristic, δH, all determined by state-of-the-art testing method procedures, are measured to specify strength and ductility of the rapid-quenched melt-spun Al₉₄Fe₃Cr₃. The results showed that quasi-crystalline particles survive in the microstructure of Al₉₄Fe₃Cr₃ alloy heat-treated up to the temperature of 400°C. However, gradual dissolution of quasi-crystalline particles and simultaneous formation of metastable crystalline Al₆Fe particles occur at the temperature above 400°C. Heat treatment of the rapid-quenched melt-spun Al₉₄Fe₃Cr₃ alloy at the temperature of 550°C and higher results in transition of metastable Al₆Fe phase into stable crystalline θ-phases, i.e. Al₁₃Cr₂ and Al₁₃Fe₄. Combination of high strength and quite-enough ductility is found to be true for the as-spun Al₉₄Fe₃Cr₃ alloy. Mechanical characteristics do not change so much when Al₉₄Fe₃Cr₃ alloy is heated up to the 400°C, since quasi-crystalline particles remain in the microstructure. Disappearance of quasi-crystalline particles after heat treatment of Al₉₄Fe₃Cr₃ alloy at the temperature higher than 400°C causes strength properties to be decreased considerably although plasticity characteristic increases up to the critical value δH≅0.9 considered as criterion for ductile behaviour of metals and alloys in conventional tests by tensile and bending. ru Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України Металлофизика и новейшие технологии Строение и свойства наноразмерных и мезоскопических материалов Термостабильность структуры и механических свойств наноквазикристаллического Al₉₄Fe₃Cr₃-сплава Термостабільність структури та механічних властивостей наноквазикристалічного Al₉₄Fe₃Cr₃-стопу Thermal Stability of Structure and Mechanical Properties of a Nano-Quasi-Crystalline Al₉₄Fe₃Cr₃ Alloy Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Термостабильность структуры и механических свойств наноквазикристаллического Al₉₄Fe₃Cr₃-сплава |
| spellingShingle |
Термостабильность структуры и механических свойств наноквазикристаллического Al₉₄Fe₃Cr₃-сплава Юркова, А.И. Кравченко, А.И. Бякова, А.В. Власов, А.А. Строение и свойства наноразмерных и мезоскопических материалов |
| title_short |
Термостабильность структуры и механических свойств наноквазикристаллического Al₉₄Fe₃Cr₃-сплава |
| title_full |
Термостабильность структуры и механических свойств наноквазикристаллического Al₉₄Fe₃Cr₃-сплава |
| title_fullStr |
Термостабильность структуры и механических свойств наноквазикристаллического Al₉₄Fe₃Cr₃-сплава |
| title_full_unstemmed |
Термостабильность структуры и механических свойств наноквазикристаллического Al₉₄Fe₃Cr₃-сплава |
| title_sort |
термостабильность структуры и механических свойств наноквазикристаллического al₉₄fe₃cr₃-сплава |
| author |
Юркова, А.И. Кравченко, А.И. Бякова, А.В. Власов, А.А. |
| author_facet |
Юркова, А.И. Кравченко, А.И. Бякова, А.В. Власов, А.А. |
| topic |
Строение и свойства наноразмерных и мезоскопических материалов |
| topic_facet |
Строение и свойства наноразмерных и мезоскопических материалов |
| publishDate |
2016 |
| language |
Russian |
| container_title |
Металлофизика и новейшие технологии |
| publisher |
Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Термостабільність структури та механічних властивостей наноквазикристалічного Al₉₄Fe₃Cr₃-стопу Thermal Stability of Structure and Mechanical Properties of a Nano-Quasi-Crystalline Al₉₄Fe₃Cr₃ Alloy |
| description |
Методами фазового рентгеноструктурного анализа, просвечивающей электронной микроскопии и микромеханических испытаний изучено влияние температуры на эволюцию структуры и формирование механических свойств быстрозакалённого композиционного Al₉₄Fe₃Cr₃-сплава с наноразмерными частицами метастабильной икосаэдрической квазикристаллической фазы (i-фазы). Показано, что прочностные характеристики быстрозакалённого сплава сохраняют свои значения до температуры 400°C, при которой происходит растворение квазикристаллических частиц i-фазы с одновременным формированием метастабильного интерметаллида Al₆Fe. Существенное снижение прочности сплава происходит при повышении температуры отжига до 550—575°C, которое сопровождается превращением метастабильного интерметаллида Al₆Fe в стабильные кристаллические θ-фазы Al₁₃Cr₂ и Al₁₃Fe₄.
Методами фазової рентґеноструктурної аналізи, просвітлювальної електронної мікроскопії та мікромеханічних випробувань досліджено вплив температури на еволюцію структури та формування механічних властивостей швидкозагартованого композиційного Al₉₄Fe₃Cr₃-стопу з нанорозмірними частинками метастабільної ікосаедричної квазикристалічної фази (i-фази). Показано, що характеристики міцности швидкозагартованого стопу зберігають свої значення до температури у 400°C, коли в структурі замість квазикристалічних частинок i-фази, які розчиняються, відбувається формування частинок метастабільного інтерметаліду Al6Fe. Зниження міцности відбувається у разі підвищення температури відпалу до 550—575°C, при якому відбувається перетворення метастабільного інтерметаліду Al₆Fe на стабільні кристалічні θ-фази Al₁₃Cr₂ і Al₁₃Fe₄.
Nano-quasi-crystalline Al—Fe—Cr-based alloys composed of nanosize icosahedral quasi-crystalline particles embedded in the α-Al matrix exhibit a high strength at elevated temperatures compared to commercial Al alloys. In this point, basic knowledge concerning structural stability is important for application of Al—Fe—Cr-based alloys in engineering practice. Investigation of thermal evolution of rapid-quenched melt-spun Al-based alloy with nominal composition of Al₉₄Fe₃Cr₃ is the subject matter of the present study. X-ray diffraction (XRD) analysis and transmission electron microscopy (TEM) are used for microstructural characterisation of the above-mentioned alloy heat-treated at different temperatures during 30 min. In addition, microindentation technique is applied to reveal a correspondence of microstructure with strength and ductility of Al₉₄Fe₃Cr₃ alloy in as-spun state and after heat treatment. A number of mechanical characteristics including Young’s modulus, E, Vickers microhardness, HV, yield stress, σ₀.₂, and plasticity characteristic, δH, all determined by state-of-the-art testing method procedures, are measured to specify strength and ductility of the rapid-quenched melt-spun Al₉₄Fe₃Cr₃. The results showed that quasi-crystalline particles survive in the microstructure of Al₉₄Fe₃Cr₃ alloy heat-treated up to the temperature of 400°C. However, gradual dissolution of quasi-crystalline particles and simultaneous formation of metastable crystalline Al₆Fe particles occur at the temperature above 400°C. Heat treatment of the rapid-quenched melt-spun Al₉₄Fe₃Cr₃ alloy at the temperature of 550°C and higher results in transition of metastable Al₆Fe phase into stable crystalline θ-phases, i.e. Al₁₃Cr₂ and Al₁₃Fe₄. Combination of high strength and quite-enough ductility is found to be true for the as-spun Al₉₄Fe₃Cr₃ alloy. Mechanical characteristics do not change so much when Al₉₄Fe₃Cr₃ alloy is heated up to the 400°C, since quasi-crystalline particles remain in the microstructure. Disappearance of quasi-crystalline particles after heat treatment of Al₉₄Fe₃Cr₃ alloy at the temperature higher than 400°C causes strength properties to be decreased considerably although plasticity characteristic increases up to the critical value δH≅0.9 considered as criterion for ductile behaviour of metals and alloys in conventional tests by tensile and bending.
|
| issn |
1024-1809 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/112637 |
| citation_txt |
Термостабильность структуры и механических свойств наноквазикристаллического Al₉₄Fe₃Cr₃-сплава / А.И. Юркова, А.И. Кравченко, А.В. Бякова, А.А. Власов // Металлофизика и новейшие технологии. — 2016. — Т. 38, № 11. — С. 1463-1477. — Бібліогр.: 25 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT ûrkovaai termostabilʹnostʹstrukturyimehaničeskihsvoistvnanokvazikristalličeskogoal94fe3cr3splava AT kravčenkoai termostabilʹnostʹstrukturyimehaničeskihsvoistvnanokvazikristalličeskogoal94fe3cr3splava AT bâkovaav termostabilʹnostʹstrukturyimehaničeskihsvoistvnanokvazikristalličeskogoal94fe3cr3splava AT vlasovaa termostabilʹnostʹstrukturyimehaničeskihsvoistvnanokvazikristalličeskogoal94fe3cr3splava AT ûrkovaai termostabílʹnístʹstrukturitamehaníčnihvlastivosteinanokvazikristalíčnogoal94fe3cr3stopu AT kravčenkoai termostabílʹnístʹstrukturitamehaníčnihvlastivosteinanokvazikristalíčnogoal94fe3cr3stopu AT bâkovaav termostabílʹnístʹstrukturitamehaníčnihvlastivosteinanokvazikristalíčnogoal94fe3cr3stopu AT vlasovaa termostabílʹnístʹstrukturitamehaníčnihvlastivosteinanokvazikristalíčnogoal94fe3cr3stopu AT ûrkovaai thermalstabilityofstructureandmechanicalpropertiesofananoquasicrystallineal94fe3cr3alloy AT kravčenkoai thermalstabilityofstructureandmechanicalpropertiesofananoquasicrystallineal94fe3cr3alloy AT bâkovaav thermalstabilityofstructureandmechanicalpropertiesofananoquasicrystallineal94fe3cr3alloy AT vlasovaa thermalstabilityofstructureandmechanicalpropertiesofananoquasicrystallineal94fe3cr3alloy |
| first_indexed |
2025-12-07T19:42:36Z |
| last_indexed |
2025-12-07T19:42:36Z |
| _version_ |
1850879829893709825 |