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

Лилия Ивановна Шевцова
Новосибирский государственный технический университет, г. Новосибирск

Илья Сергеевич Иванчик
Новосибирский государственный технический университет, г. Новосибирск; Сибирский государственный университет водного транспорта, г. Новосибирск

Дмитрий Сергеевич Волков
Новосибирский государственный технический университет, г. Новосибирск

Данил Андреевич Немолочнов
Новосибирский государственный технический университет, г. Новосибирск

Сергей Николаевич Иванчик
Сибирский государственный университет водного транспорта, г. Новосибирск


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.