Влияние добавок циркония на структуру и свойства алюминида никеля, полученного методом SPS

Лилия Ивановна Шевцова, Илья Сергеевич Иванчик, Дмитрий Сергеевич Волков, Данил Андреевич Немолочнов, Сергей Николаевич Иванчик

Аннотация


Представлены результаты исследования влияния циркония на микроструктуру и механические свойства поликристаллического интерметаллического соединения Ni3Al, полученного методом электроискрового плазменного спекания порошковой смеси. Для изготовления образцов для спекания использовались смеси на основе порошков никеля, алюминия и циркония. Были подготовлены три состава с варьирующейся концентрацией циркония (0,1; 1 и 5 масс.%). В ходе металлографических исследований была установлена преимущественная однородность структуры спеченного материала. Установлено, что относительная плотность спеченных материалов всех трех составов составляет 97 %. Анализ результатов прочностных испытаний спеченных материалов свидетельствует о положительном влиянии циркония на предел прочности при изгибе алюминида никеля, при концентрации циркония в сплаве равной 1 масс.%. 


Ключевые слова


интерметаллид; электроискровое плазменное спекание; механические свойства; алюминид никеля; легирование; цирконий

Полный текст:

PDF

Литература


Гринберг, Б.А. Интерметаллиды Ni3Al и TiAl: микроструктура, деформационное поведение / Б.А. Гринберг, М.А. Иванов. – Екатеринбург: УрО РАН, 2002. – 358 с.

Stacking fault energy, yield stress anomaly, and twinnability of Ni3Al: a first principles study / L.-L. Liu, X.-Zh. Wu, W. Rui et al. // Chin. Phys. B. – 2015. – Vol. 24. – Id. 077102.

Каблов, Е.Н. Материалы для высокотеплонагруженных деталей газотурбинных двигателей / Е.Н. Каблов, О.Г. Оспенникова, О.А. Базылева // Вестник Моск. гос. технич. ун-та им. Н.Э. Баумана. Машиностроение. – 2011. – № SP2. – С. 13–19.

Jozwik, P. Applications of Ni3Al based intermetallic alloys -current stage and potential percep-tivities / P. Jozwik, W. Polkowski, Z. Bojar // Mater. – 2015. – Vol. 8. – P. 2537–2568.

Kumar, S.G. A novel intermetallic nickel aluminide (Ni3Al) as an alternative automotive body material / S.G. Kumar, T. Sivarao, J.S. Anand // Interl J. Eng. Technol. – 2011. – Vol. 11. – P. 208–215.

Takeyama, M. Effects of grain size and test temperature on ductility and fracture behavior of a B-doped Ni3Al alloy / M. Takeyama, C.T. Liu // Acta Metall. – 1988. – Vol. 36. – P. 1241–1249.

Aoki, K. Improvement in room temperature ductility of the intermetallic compound Ni3Al by boron addition / K. Aoki, O. Izumi // J. Jpn. Inst. Metals. – 1979. – Vol. 43. – P. 358–359.

Microstructure and mechanical properties of Ni3Al and Ni3Al-1B alloys fabricated by SHS/HE / T. Guo, L.Y. Sheng, Y. Xie et al. // Intermetallics. – 2011. – Vol. 19, no. 2. – P. 137–142.

Ni3Al+B material obtained by mechanical activation followed by spark plasma sintering / L.I. Shevtsova, M.A. Korchagin, M.A. Esikov et al. // Mater. Today: Proc. – 2019. – Vol. 12. – pp. 120–123.

Microstructure and mechanical properties of spark plasma sintered nanocrystalline Ni3Al-xB (0.0

Hyjek, P. Ductilization of Ni3Al by alloying with boron and zirconium / P. Hyjek, I. Sulima, S. Wierzbiñski // Arch. Mater. Sci. Eng. – 2009. – Vol. 40, no. 2. – P. 69–74.

Li, D. Effect of zirconium on mechanical properties and grain boundary chemistry in Ni3Al alloys / D. Li, Y. Gu, J. Guo // Mat. Res. Soc. Symp. Proc. – 1995. – Vol. 364. – P. 885–890.

Tensile properties of Ni3Al(Zr) alloy at room temperature and the mechanism of ductility through Zr improving / Y. Li, J. Guo, L. Zhou, H. Ye // Rare Metal Mat. Eng. – 2004. – Vol. 33, no. 10. – P. 1061–1064.

Ball, J. Large strain deformation of Ni3Al + B: Part ІV: The effect of Zr and Fe additions / J. Ball, G. Gottstein // Intermetallics. – 1995. – Vol. 3, no. 3. – P. 209–219.

Spark plasma sintering of metals and metal matrix nanocomposites: a review / N. Saheb, Z. Iqbal, A.S. Khalil et al. // J. Nanomater. – 2012. – P. 1–13.

Kwon spark plasma sintering of nanoscale (Ni+Al) powder mixture / J.S. Kim, H. Suk Choi, D. Dudina et al. // Solid State Phenomena. – 2007. – P. 35–38.

Meng, J. Fabrication of oxide-reinforced Ni3Al composites by mechanical alloying and spark plasma sintering / J. Meng, C. Jia, Q. He // Mater. Sci. Eng. A. – 2006. – Vol. 434. – P. 246–249.

Liu, D. Spark plasma sintering of nanostructured aluminum: influence of tooling material on microstructure / D. Liu, Y. Xiong, Y. Li // Metall. Mater. Trans. A. – 2012. – P. 1908–1916.

Dudina, D.V. Ti3SiC2-Cu composites by mechanical milling and spark plasma Sintering: possible microstructure formation scenarios / D.V. Dudina, V.I. Mali, A.G. Anisimov // Metal. Mater. Int. – 2013. – Vol. 19, no. 4. – P. 1235–1241.

Microstructure and mechanical properties of nickel strengthened by Y2O3 through rock-milling and spark plasma sintering / S. Ma, A. Li, S. Zhou et al. // J. Alloy. Compd. 2018. – Vol. 750. – P. 911–916.


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.