ВПЛИВ Al НА ФАЗОВИЙ СКЛАД І КІНЕТИКУ ПРОЦЕСУ МЕХАНІЧНОГО ЛЕГУВАННЯ ВИСОКОЕНТРОПІЙНИХ СПЛАВІВ СИСТЕМИ AlX-Cu-Ni-Fe-Ti

Анотація

Робота присвячена дослідженню впливу концентрації Al на формування фазового складу та кінетику процесу механічного легування (МЛ) багатокомпонентних AlхCuNiFeTi сплавів, де х=0; 0,5; 1 моль.
МЛ проводилося в високоенергетичному планетарному млині в розмольних стаканах із нержавіючої сталі з розмольними шарами зі сталі ШХ6, Ø 10 мм, в середовищі спирту зі співвідношенням маси порошку до маси шарів 1:10, відповідно.
Фазові перетворення та формування структури сплавів на різних етапах МЛ досліджували за допомогою рентгенівського дифрактометра Rigaku Ultima IV (Японія) в монохроматичному мідному Kα-випромінюванні.

Рисунок 1 - Спектри рентгенівської дифракції на різних етапах МЛ сплаву Al0,0CuNiFeTi
Під час синтезу сплаву Al0,0CuNiFeTi вже на перших етапах МЛ (1 год.) відбувається процес сплавоутворення, про що свідчить перекриття дифракційних максимумів від Cu, Ni і Fe (рис. 1). Збільшення часу МЛ до 5 год. Відображається у розширенні дифракційних максимумів і зменшенні їх інтенсивності, що є наслідком диспергування зеренної структури порошків до нанокристалічної за рахунок безперервної динамічної рекристалізації. При цьому відбувається формування двох твердих розчинів: β-фази ОЦК і α-фази ГЦК структурою, також відбувається повне розчинення Ті, на що вказує відсутність дифракційного максимуму на куті 2θ≈35̊. Це свідчить про закінчення процесу сплавоутворення. Підтвердженням цього є відсутність змін у дифракційній картині, тобто відсутність фазових та сртуктуних перетворень при збільшенні часу МЛ до 10 год..
При додаванні 0,5 моль Al, процес МЛ сповільнюється. Так у сплаві Al0,5CuNiFeTi сплавоутворення починає протікати після 2 год. МЛ (рис. 2 а), та лише після 5 год. МЛ спостерігається формування двох твердих розчинів ОЦК і ГКЦ: β-фаза і α-фаза. Збільшення часу МЛ до 10 год. сприяє формуванню ОЦК-твердого розчину та невеликої кількості ГЦК-фази, при цьому спостерігається неповне розчинення Ті.
МЛ сплаву AlCuNiFeTi починає відбуватись після 2 год. МЛ (рис. 2 б). Формується ОЦК-твердий розчини і невелика кількістю ГЦК- твердого розчину. Протягом 15 год. МЛ проходить повне розчинення Ті і ГЦК-фази з утворенням пересиченого твердого розчину із ОЦК кристалічною решіткою.
З вищерозглянутих досліджень зроблено висновок, що алюміній є стабілізатором ОЦК-фази, оскільки в сплаві Al0,0CuNiFeTi присутні дві фази ОЦК і ГЦК. При збільшенні концентрації Al частка ОЦК-твердого розчину у сплаві збільшується, про що свідчить співвідношення інтенсивності дифракційних максимумів (110) ОЦК та (111) ГЦК. При цьому збільшується час до початку активації процесу МЛ та збільшується час процесу МЛ.