Введение к работе
Актуальность темы. Для получения 'металлических сплазов широкое распространение получили методы, использующие экстремальные воздействия. К ним относятся метод ззкалки из хилкого состояния (ЗЖС), метода плазменного напыления, ионного облучения, метод лазерной обработки поверхности изделий и др. 3 последнее время интенсивно разЕНЗ&ется метод мехаЕохимического синтеза металлических сплавов, названный методом механического сплавления (МС), заключающийся в обработке металлических порошков в высокоэнергетических шаровых мельницах. Особенностью механохимического синтеза является низкотемпературное твердофазное взаимодействие исходных компонентов. Методы ЗЖС и МС позволяют получить в металлических системах метастабильные состояния, которые не реализуются с помощью раннозесных процессов - это пересыщенные твердые растворы, метастабильные кристаллические фазы, квазикристаллические и аморфные фазы (AM).
Несмотря на широкое практическое применение указанных технологий, механизм физико-химического взаимодействия компонентов в неравновесных условиях недостаточно изучен, что не позволяет прогнозировать образование различных метастабилъных состояний. Для конкретных систем и способов получения сплавов характеристики образования тех или иных структур определяют эмпирически.
Выявление общих закономерностей формирования структуры сплавов, полученных при экстремальных воздействиях, а также особенностей, связанных с конкретным способом получения сплавов (например, быстрая кристаллизация или механохимическое взаимодействие), может значительно расширить представления об образовании метастабильЕых фаз в неравновесных условиях.
В качестве объекта исследования выбрана система хі-те. Интерес к сплавам этой системы, получаемым методами экстремальных воздействий, связан с тем, что она является базовой для легких жаропрочных сплавов. Получение экспериментальных данных о структуре быстрозакаленных и мэханолегированкых сплавов разного состава, температурной устойчивости различных метастабилъных фаз в этих сплавах, выявление механизма и путей перехода к стабильному состоянию способствует расширению фундаментальных представлений о неравнозесных процессах в твердом теле.
Целью работы явилось определение особенностей формирования структуры сплавов системы аі-рє при закалке из жидкого состояния и при механическом сплавлении.
В соответствии с целью работы были поставлены следующие задачи:
-
Исследовать влияние скорости закалки из жидкого состояния на структуру сплавов аз.-?е.
-
Изучить стадийность структурных превращений при механоактива-ционной обработке быстрозакаленных сплавов аі-рє.
-
Исследовать образование метастабильных фаз при механохимичес-ком получении сплавов из порошковых компонентов металлов в условиях различного энергонасыщения. .
-
Определить температурную устойчивость метастабильных фаз, полученных закалкой из жидкого состояния и механическим сплавлением, и стадийность перехода к стабильному состоянию.
Научная новизна.
Изучена концентрационная неоднородность и связанная с ней деформация кристаллической решетки пересыщенных твердых растворов в быстрозакаленных сплавах. Установлено, что низкотемпературный отжиг приводит к перераспределению атомов железа в решетке алюминия, что связано с разрушением кластерных группировок. Впервые показано влияние скорости закалки на склонность к расслоению твердого раствора a-Ai.
Впервые изучено влияние различных доз механоактивационного воздействия на изменение структуры быстрозакаленных сплавов -пластическую деформацию a-Ai, разрушение кластеров в решетке твердого раствора и аморфизацию фаз.
Из смеси порошков А1 и ре получены сплавы методом механического сплавления. Установлена стадийность образования метастабильных фаз при различных дозах механической энергии. Показана возможность образования различных метастабильных состояний - пересыщенного твердого раствора, аморфной и квазикристаллической фаз в зависимости от степени механоактивационного воздействия.
Изучены особенности перехода к стабильному состоянию при нагреве сплавов, полученных механическим сплавлением.
Практическая значимость работы. Полученные результаты позволяют предсказать образование метастабильных фаз в системе аі-рє при закаже из гидкого состояния и механическом- сплавлении
и могут быть использованы яри выборе технологических режимов получения сплавов на основе алюминия. Положения, выносимые на защиту.
1. Особенности строения пересыщенных твердых растворов ЗЖС
СШТавОЗ Al-Fe.
-
Влияние скорости охлаждения расплава на структуру обра-зушихся метасгабильных фаз.
-
Влияние механической активации ЗЖС сплавов на перераспределение їе в фазах.
-
Структура метастабильных фаз в сплавах Ai-Fe, полученных механическим сплавлением.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на v Всесоюзной конференции "Дезинтеграторная технология" (Таллия, 1987г.); Ш Всесоюзной конференции "Проблемы исследования структуры аморфных металлических сплавов (Москва, 1988г.); vi
Ncn-Ferrous Metallurgical Symposium "Rapidly Solidified Materials" (Balatonaliga, Hungary, І989Г.)ї УрЗЛЬСКОЙ НауЧНО-ТЄХНИЧЄС-
koz конференции "Применение мессбауэровской спектроскопии в материаловедении" (Ижевск, 1989г.); XI Всесоюзном симпозиуме по механохимии и механоэмиссии твердых тел (Чернигов, 1990г.); Всесоюзном семинаре "Структурно-морфологические основы модификации материалов методами нетрадиционных технологий"(Обнинск, 1991г.); у Всесоюзной конференции "Аморфные прецизионные сплавы" (Ростов
ВеЛЕКИЙ, І99ІГ.); International Symposium "Mechanical Alloying" (Kyoto. Japan. І99ІГ.).
Публикации. Основные результаты работы изложены в 5 печатных работах и 8 тезисах докладов.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, выводов и библиографического списка из наименований. Работа изложена на страницах машинописного текста, содержит рисунка, таблиц.