Mechanical Alloying and Effect of Aging and Further Heating on the Properties of Cu–Ag, Cu–C Powders

Authors

  • T. P. Tolmachev Institute of Metal Physics, Ural Branch, Russian Academy of Science
  • V. P. Pilyugin Institute of Metal Physics, Ural Branch, Russian Academy of Science
  • I. L. Solodova Institute of Metal Physics, Ural Branch, Russian Academy of Science
  • A. I. Ancharov Institute of Solid Chemistry and Mechanochemistry, Siberian Branch, Russian Academy of Science
  • E. G. Chernyshev Institute of Metal Physics, Ural Branch, Russian Academy of Science
  • O. V. Antonova Institute of Metal Physics, Ural Branch, Russian Academy of Science
  • A. M. Patselov Institute of Metal Physics, Ural Branch, Russian Academy of Science

Keywords:

non-equilibrium, nanocrystalline, Cu–Ag solid solution, severe deformation, mechanical solution, mechanical alloying, Cu–C, decomposition of solid solution, composite, nanostructure, hardness

Abstract

Compacting and mechanical alloying of Cu1–x–Agx (x = 0.1; 0.2; ...; 0.9) and Cu1–x–Cx (x = 0.05; 0.10; 0.15; 0.50) powders by severe plastic deformation under pressure are investigated. The formation of strongly non-equilibrium nanocrystalline solid solutions of Cu–Ag system partially decomposing at room temperature and on heating is revealed. Dependence of lattice parameter on concentration reveals positive deviation from Vegard law. Hardness of solutions exceeds the hardness of each pure component by 7.0–7.5 times. Mechanical alloying of Cu1–x–Сx (x = 0,05; 0,10; 0,20; 0,50) system from copper and graphite powders non-equilibrium solution composites were obtained that decomposed after 1.5–2.0 months of aging at room temperature or on heating into regions enriched with copper or amorphous carbon (soot).

References

Барабаш, О.М. Кристаллическая структура металлов и сплавов / О.М. Барабаш, Ю.Н. Коваль. – Киев: Наукова Думка, 1986 – С. 599.

Miedema, A.R. Cohesion in alloys – fundamentals of a semi-empirical model / A.R. Miedema, P.F. de Chatel, F.R. de Boer // Physica 100B. – 1980 – P. 1–28.

Tian, Y.Z. Microstructures and tensile deformation behavior of Cu–16 wt.%Ag binary alloy / Y.Z. Tian, Z.F. Zhang // Materials Science and Engineering A. – 2009 – Vol. 508 – P. 209–213.

Liu, J.B. Microstructure evolution and properties of Cu–Ag microcomposites with different Ag content / J.B. Liu, L. Meng, Y.W. Zeng // Materials Science and Engineering A. – Vol. 435–436. – 2006. – P. 237–244.

Аврамов, Ю.С. Сплавы на основе систем с ограниченной растворимостью в жидком состоянии (теория, технология, структура и свойства): моногр. / Ю.С. Аврамов, А.Д. Шляпин. – М.: Интерконтакт наука. – 2002. – С. 372.

Pilyugin, Vitaly. The influence of nanocrystalline structure of iron on α-ε phase transformations under pressure / Vitaly Pilyugin, Alexander Patselov, Timofey Tolmachev, Eugeny Сhernyshov, Alexey Ancharov, Dmitriy Brytkov // Materials Science Forum. – 2013. – Vol. 738–739 – P. 108.

Эволюция структуры чистого железа при низкотемпературной деформации под высоким давлением / В.П. Пилюгин, Л.М. Воронова, М.В. Дегтярев, и др. // ФММ. – 2010 – Т. 110, № 6 – С. 590–599.

Особенности измельчения структуры чистого железа при низкотемпературной деформации под высоким давлением / В.П. Пилюгин, Л.М. Воронова, М.В. Дегтярев, Т.И. Чащухина // Деформация и разрушение материалов. – 2011. – № 1. – С. 26–30.

Исследование фазового состава и гомогенности сплавов системы Fe–Cu, полученных механоактивацией под давлением / Е.Г. Чернышев, В.П. Пилюгин, А.М. Пацелов и др. // ФММ. – 2001. – Т. 92, № 2. – С. 80–86.

Хирт, Дж. Теория дислокаций / Дж. Хирт, И. Лоте; перев. с англ. под ред. Э.М. Надгорного и Ю.А. Осипьяна. – М.: Атомиздат. – 1972 – 600 с.

Issue

Section

The Journal’s Scope