Journals →  Цветные металлы →  2022 →  #10 →  Back

Национальному исследовательскому ядерному университету «МИФИ» 80 лет
Быстрозакаленные сплавы
ArticleName Исследование структурно-фазового состояния объемных аморфно-кристаллических сплавов, полученных из порошка сплава состава Zr35Ti30Be27,5Cu7,5
DOI 10.17580/tsm.2022.10.10
ArticleAuthor Сучков А. Н., Баздникина Е. А., Казакова В. Н., +Калин Б. А., Самохин А. В.
ArticleAuthorData

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», Москва, Россия:

А. Н. Сучков, доцент, канд. техн. наук

Е. А. Баздникина, инженер, эл. почта: eabazdnikina@mail.ru

В. Н. Казакова, инженер

+Б. А. Калин (1935–2021)

 

Институт металлургии и материаловедения имени А. А. Байкова РАН, Москва, Россия:

А. В. Самохин, ведущий научный сотрудник, канд. техн. наук

 

В работе принимали участие: О. Н. Севрюков, доцент, канд. техн. наук; П. В. Морохов, ведущий инженер; П. С. Джумаев, доцент, канд. техн. наук; И. В. Козлов, инженер; В. В. Михальчик, старший преподаватель, канд. техн. наук; Д. С. Горбунов, старший лаборант (Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»); А. А. Фадеев, научный сотрудник; И. Д. Завертяев, младший научный сотрудник (Институт металлургии и материаловедения имени А. А. Байкова РАН).

Abstract

Представлен способ получения околоэвтектических сплавов на основе Ti и Zr в виде порошков с высокой степенью сферичности частиц и узким их распределением по размерам. Путем плазменной сфероидизации осколочных порошков, полученных размолом аморфных термо обработанных быстрозакаленных лент, изготовлен порошок сплава Zr35Ti30Be27,5Сu7,5 со сферичностью частиц более 97 % и фракционным составом 63–100 мкм. Показано, что конечное состояние сферических частиц имеет рентгеноаморфную структуру, о чем свидетельствует характерное для аморфных материалов широкое гало с рассеянной интенсивностью. Распределение химических элементов по сечению частиц является равномерным. Объемные образцы изготавливали методом искрового плазменного спекания с варьированием параметров: температуры и времени выдержки. Исследована микроструктура и определена микротвердость объемных заготовок, проведен их рентгенофазовый анализ. Установлено, что образцы обладают рентгеноаморфной структурой при искровом плазменном спекании в интервале температур 320–340 oC. Однако при 320–325 oC получаемые заготовки имеют высокую внутреннюю пористость, которая не устраняется путем повышения давления. Наибольшее уплотнение достигается при температурах 335–340 oC. Путем изменения времени выдержки определен наилучший режим для получения объемных аморфных сплавов: спекание при температуре 340 oC, давлении 50 МПа, выдержка 15 мин с последующим охлаждением со скоростью 80 oC/мин. В образцах, изготовленных при таких условиях, отсутствует видимая пористость, а микротвердость наиболее близка к значению для литого.

keywords Сплав на основе циркония, активные сплавы, металлические порошки, плазменная сфероидизация, сверхбыстрая закалка, термическая обработка, сферичность, искровое плазменное спекание
References

1. Gabor C., Cristea D., Velicu I.-L. Ti–Zr–Si–Nb nanocrystalline alloys and metallic glasses: assessment on the structure, thermal stability, corrosion and mechanical properties // Materials Basel. 2019. Vol. 12. P. 1551–1560.
2. Lashgari H. R., Ferry M., Li S. Additive manufacturing of bulk metallic glasses: Fundamental principle, current/future developments and applications // Journal of Materials Science & Technology. 2022. Vol. 119. P. 131–149.
3. Schroers J., Kumar G., Hodges T. M., Chan S. et al. Bulk metallic glasses for biomedical applications // Biomedical Materials and Devices. 2009. Vol. 61, Iss. 9. P. 21–29.
4. Axinte E. Metallic glasses from “alchemy” to pure science: Present and future of design, processing and applications of glassy metals // Materials and Design. 2012. Vol. 35. P. 518–556.
5. Su S., Lu Y. Laser directed energy deposition of Zr-based bulk metallic glass composite with tensile strength // Mater. Lett. 2019. Vol. 247. P. 79–81.
6. Soares-Barreto E., Frey M., Wegner J., Jose A. et al. Properties of gas-atomized Cu – Ti-based metallic glass powders for additive manufacturing // Materials and Design. 2022. Vol. 215. P. 1–11.
7. Баздникина Е. А., Сучков А. Н., Севрюков О. Н., Самохин А. В. и др. Сравнительное исследование сферических порошков припоев ВПр27 и ВПр50, полученных методами газовой атомизации и плазменной сфероидизации быстрозакаленных частиц осколочного типа // Технология машиностроения. 2022. Вып. 4. С. 12–20.
8. Каченюк М. Н., Сметкин А. А. Эволюция структуры композиционных частиц при механоактивации порошковых смесей на основе титана, карбида кремния и углерода // Современные проблемы науки и образования. 2014. Вып. 6. С. 111–117.
9. Samokhin A. V., Alekseev N. V., Fadeev A. A. et al. Spheroidization of Fe-based powders in plasma jet of DC arc plasma torch and application of these powders in selective laser melting // Inorganic Materials: Applied Research. 2020. P. 579–585.
10. Самохин А. В., Фадеев А. А., Алексеев Н. В. и др. Сфероидизация порошков на основе железа в потоке плазмы электродугового плазмотрона и их применение в селективном лазерном плавлении // Физика и химия обработки материалов. 2019. № 4. С. 12–20.
11. Самохин А., Цветков Ю., Алексеев Н. и др. Плазменная сфероидизация микропорошков жаропрочного сплава на основе моноалюминида никеля // Доклады Академии наук. 2018. Т. 483. № 4. С. 403–408.
12. ASTM B822-10. Standard test method for particle size distribution of metal powders and related compounds by light scattering. 2010. — 4 p.
13. ГОСТ 19440–94. Порошки металлические. Определение насыпной плотности. — Введ. 01.01.1997.
14. ГОСТ 20899–98 (ИСО 4490–78). Порошки металлические. Определение текучести с помощью калиброванной воронки (прибора Холла). — Введ. 01.07.2001.

Language of full-text russian
Full content Buy
Back