Конференції
  1. Головна
  2. Структура
  3. Матеріалознавство порошкових та композиційних матеріалів і покриттів
  4. 36. Відділ зносостійких та корозійностійких порошкових конструкційних матеріалів
  5. Баглюк Г.А.
  6. Публікація

Структурa і властивості матеріалів Fe—Al—Ga в області концентрацій, збагачених залізом

Д.А.Гончарук 1*,
 
Г.А.Баглюк 1,
 
О.І.Хоменко 1,
 
В.М.Новиченко 2,
 
О. М.Грипачевський 3
 

1 Інститут проблем матеріалознавства ім. І. М. Францевича НАН України , Київ
2 Технічний центр Національної академії наук України, Київ
3 Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України, Київ
zoneipm@gmail.com

Usp. materialozn. 2024, 8/9:97-111
https://doi.org/10.15407/materials2024.08-09.010

Анотація

Досліджено структуру та механічні властивості матеріалів системи Fe—Al—Ga (в області концентрацій 78—82% (мас.) Fe), отриманих спіканням при температурі 1150 oC в середовищі Ar протягом 1 год. Вихідними матеріалами були суміші порошків Fe, Al та подрібненого лігатурного сплаву Fe—Ga еквіатомного складу. Виготовлено 7 сумішей, з яких дві суміші мали подвійний склад (% (мас.)): Fe— 17,5Al та Fe—21,4Ga, а всі інші були трикомпонентними, з поступовим заміщенням Al на Ga. Фазовий склад зразків вивчали методами рентгенофазового та локального мікрорентгеноспектрального аналізів, механічні характеристики досліджували методами макро- і мікродюрометрії, механічні випробування зразків проведені в умовах одновісного стискання. Встановлено позитивний вплив Ga на ущільнення потрійних сплавів Fe—Al—Ga. Показано, що основною фазою отриманих матеріалів є твердий розчин на основі Fe, в якому розчинено Al та Ga у відповідних пропорціях. За результатами механічних випробувань, матеріал подвійного складу Fe—21,4Ga має більший рівень пружності у порівнянні з чистим Fe, а заміна малої частки Ga на Al (до 2% (мас.)) у складі матеріалу сприяє його зміцненню.


Завантажити повний текст

AL, FE, GA, МЕХАНІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ, МІКРОСТРУКТУРА, МІКРОТВЕРДІСТЬ, МІЦНІСТЬ НА СТИСКАННЯ, ФАЗОУТВОРЕННЯ

Посилання

1. Stoloff N.S. Iron aluminides: present status and future prospects. Mater. Sci. Eng. A. 1998. Vol. 58. Р. 1—14.

2. Palm M., Stein F. and Dehm G. Iron Aluminides. Ann. Rev. Mater. Res. 2019. Vol. 49. Р. 297—326. https://doi.org/10.1146/annurev-matsci-070218-125911

3. Qiao R., Gou J., Yang T., Zhang Y., Liu F., Ma T. Enhanced damping capacity of ferromagnetic Fe—Ga alloys by introducing structural defects. J. Mater. Sci. & Technology. 2021. Vol. 84. P. 173—181. https://doi.org/10.1016/j.jmst.2020.12.061

4. Konrad J., Zaefferer S., Schneider A., Raabe D., Frommeyer G. Hot deformation behavior of a Fe3Al-binary alloy in the A2 and B2-order regimes. Intermetallics. 2005. Vol. 13, No. 12: Discuss. Meet. Dev. Innovative Iron Alum. Alloys. P. 1304—1312.

5. Liu C.T., George E.P., Maziasz P.J., Schneibel J.H. Recent advances in B2 iron aluminide alloys: formation, fracture and alloy design. Mater. Sci. Eng. A. 1998. Vol. 258, No. 1—2. P. 84—98.

6. Chengde Gao, Zihao Zeng, Shuping Peng, Cijun Shuai. Magnetostrictive alloys: Promising materials for biomedical applications. Bioactive Mater. 2022. Vol. 8. P. 177—195.

7. Zhou Y., Wang B., Li S., Huang W., and Cao S. Phase diagram of the iron-rich portion in the iron-gallium aluminum ternary system. Int. J. Mater. Res. 2008. Vol. 99 (3). P. 251—256. https://doi.org/10.3139/146.101631

8. Restor J.B., Wun-Fogle M., Clark A.E., Lograsso T.A., Ross A.R., Schlagel D.L. Magnetostriction of ternary Fe—Ga—X alloys (X = Ni, Mo, Sn, Al). J. Appl. Phys. 2002. Vol. 91, No. 10. P. 8225—8227. https://doi.org/10.1063/1.1452220

9. Golovin I.S., Palacheva V.V., Bazlov A.I., Cifre J., Pons J. Structure and anelasticity of Fe3Ga and Fe3(Ga, Al) type alloys. J. Alloys Comp. 2015. Vol. 644. P. 959—967. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2015.04.150

10. Толочина О.В. Технологічні засади створення порошкових матеріалів на основі інтерметалічної системи Fe—Al: дис. … канд. техн. наук / ІПМ НАНУ. Київ, 2021.

11. Гончарук Д.А., Гріпачевський О.М., Хоменко О.В., Молчановська Г.М., Максимова Г.О. Дослідження особливостей формування структури сплаву Fе—55% (мас.) Ga. Наукові нотатки. 2022. № 73. C. 171—177.

12. Okamoto H. The Fe—Ga (Iron-Gallium) system. Bulletin of Alloy Phase Diagrams. 1990. Vol. 115. P. 76—581. https://doi.org/10.1007/BF02841721

13. Metallography, Microstructures, and Phase Diagrams. Aluminium and Aluminium Alloys. ASM Speciality Handbook / Ed. J.R. Davis, 1996.

14. Коваленко В.С. Металлографические реактивы: (Справ.). Москва: Металлургия, 1981. 120 с.

15. Murray J.L. Fe—Al binary phase diagram. Alloy Phase Diagrams. ASM Int., 1992. P. 54.

16. Basariya M. and Mukhopadhyay N. Structural and mechanical behaviour of Al—Fe intermetallics. EBOOK (PDF) ISBN978-1-83881-298-0, 2018. P. 226. https://doi.org/10.5772/intechopen.68256.

17. Pochec E. Fe—Al phase formation around SHS reactions under isothermal conditions. J. Alloys Comp. 2011. Vol. 509 (4). P. 1124—1128.

18. Connetable D. and Maugis P. First principle calculations of the k-Fe3AlC perovskite and ironealuminium intermetallics. Intermetallics. 2008. Vol. 16 (3). P. 345—352.

19. Мехед А., Андрющенко В.А. Влияние нестехиометричности карбидной фазы системы Fe—Al—C на её электронную структуру и магнитные свойства. Металофіз. і новітні технологіі. 2014. T. 36, № 1. C. 1443—1452.

20. Головин И.С., Палачева В.В., Мохамед А.К., Балагуров А.М. Структура и свойства Fe—Ga сплавов—перспективных материалов для электроники. Физика металлов и металловедение. 2020. Т. 121. C. 937—980. https://doi.org/10.31857/S0015323020090053

21. Jamroziak K., Roik T. New antifriction composite materials based on tool steel grinding waste. WIT Transactions on Engineering Sci. 2019. Vol. 124. P. 151— 159. https://doi.org/10.2495/MC190151.

Публікації