МИКРОСТРУКТУРА БЫСТРОЗАТВЕРДЕВШЕГО СПЛАВА Al-1.5 МАСС. % Pb
DOI:
https://doi.org/10.36773/1818-1112-2024-135-3-81-84Ключевые слова:
сверхбыстрая закалка из расплава, быстрозатвердевшие фольги монотектического сплава Al-1.5 масс.% Pb, ячеистая структура, дисперсные частицы свинцаАннотация
Сверхбыстрая закалка из расплава позволяет получить существенное измельчение структурных составляющих сплавов, значительное увеличение взаимной растворимости компонентов при образовании твердых растворов, выделение метастабильных фаз. При использовании метода сверхбыстрой закалки скорость охлаждения жидкости достигает 105 К/с и выше. Сплавы алюминия, легированные висмутом и свинцом, могут использоваться для генерирования водорода при их взаимодействии с водой. При сверхбыстрой закалке из расплава происходит формирование микрокристаллической структуры, содержащей дисперсные выделения второго компонента. Фольги сплава Al-1,5 масс. % Pb получены из капли расплава массой примерно 0.3 г, инжектируемой на внутреннюю полированную поверхность быстро вращающегося медного цилиндра, где она растекается и затвердевает в виде фольги. Расчетная скорость охлаждения расплава достигала 106 К/с. В слое фольги Al-1,5 масс. % Pb, примыкающей к свободной поверхности, формируется ячеистая структура. На границах ячеек и в объеме ячеек располагались дисперсные частицы свинца. Форма частиц свинца близка к шарообразной, что обусловлено минимальным значением поверхностной энергии сплава. Изотермический отжиг быстрозатвердевших фольг исследуемого сплава при 295 °С не оказал существенного влияния на средний диаметр сечений частиц свинца, а отжиг при 400 °С вызывает их монотонный рост. С увеличением температуры отжига выше 400 °С наблюдается более сильный рост частиц свинца, находящихся на границах зерен, чем в объеме их ячеек. В быстрозатвердевших фольгах исследуемого сплава образуется текстура (111). Это объясняется тем, что в направлении теплоотвода растут преимущественно те зерна, у которых плоскости {111} совпадают с межфазной границей и параллельны поверхности кристаллизатора.
Библиографические ссылки
Troickij, O. A. Fizicheskie osnovy i tekhnologii obrabotki sovremennyh materialov : v 2 t. / O. A. Troickij, YU. A. Baranov, YU. D. Avraamov. – Moskva–Izhevsk, 2004. – T. 1. – 468 s.
Avraamov, YU. S. Splavy na osnove sistem s ogranichennoj rastvorimost'yu v zhidkom sostoyanii (teoriya, tekhnologiya, struktura, svojstva) / YU. S. Avraamov, A. D. SHlyapin. – M. : Interkontakt nauki, 2002. – 371 s.
Lyakishev, N. P. Diagrammy sostoyaniya dvojnyh metallicheskih system : spravochnik / pod obshchej red. N. P. Lyakisheva. – M. : Mashinostroenie, 1996. – T. 1. – 992 s.
Patent US 20080063597 : Power Generation from Solid Aluminum / M. J. Woodall, T. Z. Jeffrey, R. A. Charles. – 2008.
Patent RU 2356830C2, MPK C01B 3/08 (2006.01). Sposob polucheniya vodoroda : № 2007123715/15 : zayavleno 26.06.2007 : opubl. 27.05.2009 / K. N. Koshkin, V. V. Semenov, G. V. Seropyan, K. H. Urusov. – 2009. – 5 s.
Patent RU 2606449, MPK 2 606 449(13)C2. Sposob aktivacii alyuminiya dlya polucheniya vodoroda : № 2014143582 : zayavleno 29.10.2014 : opubl. 10.01.2017 / E. I. SHkol'nikov, I. N. Atmanyuk, A. V. Dolzhenko, I. V. YAkilkin. – 2017. – 1 s.
Liquid Phase-enabled Reaction of Al-Ga and Al-In-Sn Alloys with Water / J. T. Ziebarth, M. J. Woodall, R. A. Kramer, Go Choi // International Journal of Hydrogen Energy. – 2011. – No. 36(9). – P. 5271–5279. – DOI: 10.1016/j.ijhydene.2011.01.127.
Kinetika i mehanizm corozionnogo rastreskivanija aluminija / L. F. Kozin, S. V. Volkov, S. G. Goncharenko [i dr.] // Ukrainiskii chemicheskii Zhurnal. – 2009. – Vol. 75, No. 11. – S. 3–11.
Kinetika i mehanizm vzaimodejstvija s vodoj aluminija i magnija / L. F. Kozin [et al.] // Physicahemija poverhnosti i zashchita materialov. – 2011. – Vol. 47, No. 2. – S. 144–153.
Kudryasheva, O. B. Opredelenie optimal'nyh parametrov reakcij polucheniya vody na osnove okisleniya nanoporoshka alyuminiya / O. B. Kudryasheva // YUzhno-Sibirskij nauchnyj zhurnal. – 2017. – № 4 (20). – S. 43–47.
Salli, I. V. Kristallizaciya pri sverhvysokih skorostyah ohlazhdeniya / I. V. Salli. – Kiev : Navukova dumka,1972. – 136 s.
Miroshnichenko, I. S. Zakalka iz zhidkogo sostoyaniya / I. S. Miroshnichenko. – M. : Metallurgiya, 1982. – 168 s.
Dobatkin, V. I. Bystrozakristallizovannye alyuminievye splavy / V. I. Dobatkin, V. I. Elagin, V. M. Fedorov. – M. : VILS, 1995. – 341 s.
Pinchuk, A. I. Plastifikaciya monokristallov vismuta pri odnovremennom nalozhenii elektricheskogo i magnitnogo polya / A. I. Pinchuk, V. S. Savenko, S. D. SHavrej // Izvestiya Akademii Nauk. Seriya fizicheskaya. – 1997. – T. 61, № 5. – S. 932–936.
Shavrei, S. D. A decrease in the mobility and multiplication of twinning dislocations in bismuth crystals exposed to constant magnetic field / S. D. Shavrei, A. I. Pinchook // Technical Physics Letters. – 2003. – Vol. 29, No 8. – P. 632–633. – DOI: 10.1134/1.1606770.
Shepelevich, V. G. Structure of rapidly solidified Al – (0,25 – 2,0) wt. % Bi alloys / V. G. Shepelevich // Inorganic Materials. Applied Research. – 2023. – Vol. 3. – Р. 720–723.
SHepelevich, V. G. Poluchenie vodoroda pri vzaimodejstvii bystrozatverdevshih fol'g splava iz alyuminievogo loma i vismuta s vodoj / V. G. SHepelevich // Fizika i himiya obrabotki materialov. – 2024. – № 3. – S. 49–55.
SHepelevich, V. G. Bystrozatverdevshie legkoplavkie splavy / V. G. SHepelevich. – Minsk : BGU, 2015. – 192 s.
Vasserman, G. Tekstury metallicheskih materialov / G. Vasserman, I. Greven. – M. : Metallurgiya, 1969. – 655 s.
Salticov, S. A. Stereometricheskaja metallografija / S. A. Salticov. – M. : Metallrgija, 1976. – 272 s.
Sheng, H. W. Melting and freezing behaviors of Pb nanoparticles embedded in an Al matrix / H. W. Sheng, Z. Q. Hu, K. Lu // Nanostructured Mater. – 1997. – Vol. 9, Is. 1–8. – P. 661–664. – DOI: 10.1016/S0965-9773(97)00145-1.
Gabrisch, Heika. Equilibrium shape and interface roughening of small liquid Pb inclusion in solid Al / Heika Gabrisch, L. Kjeldgard, E. Johnson, Ulrich Dahman // Acta Materialia. – 2001. – Vol. 49(20). – P. 4259–4264. – DOI:10.1016/S1359-6454(01)00307-X.
Neumerzhickaya, E. YU. Struktura, svojstva i termicheskaya stabil'nost' bystrozatverdevshih fol'g splavov alyuminiya s hromom, nikelem i margancem / E. YU. Neumerzhickaya, V. G. SHepelevich // Perspektivnye materialy. – 2005. – № 4. – S. 69–73.
Sivcova, P. A. Bystrozatverdevshie splavy alyuminiya s perekhodnymi metallami / P. A. Sivcova, V. G. SHepelevich. – Minsk : RIVSH, 2013. – 176 s.
Li, D. Y. A possible rule for surface packing density in the formation of (111) texture in solidified FCC metals / D. Y. Li, I. A. Szpunur // Journal of Materials Science Letters. – 1994. – Vol. 13, No 21. – P. 1521–1523. – DOI: 10.1007/bf00626496.
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.
Авторы предоставляют материалы на условиях лицензии CC BY-NC 4.0. Эта лицензия позволяет неограниченному кругу лиц копировать и распространять материал на любом носителе и в любом формате, но с обязательным указанием авторства и только в некоммерческих целях. Пользователи не вправе препятствовать другим лицам выполнять действия, разрешенные лицензией.
