High-temperature aluminum composite materials with special physical and mechanical properties produced by mechanical alloying

F G Lovshenco,A I Khabibulin,I A Lozikov

doi:10.21122/1683-6065-2020-3-99-111

F G Lovshenco, A I Khabibulin + Show 1 more

Open Access

https://doi.org/10.21122/1683-6065-2020-3-99-111

Copy DOI

Abstract

High-temperature aluminum composite materials with special physical and mechanical properties produced by mechanical alloying. The study is aimed at making high-temperature aluminum composite materials with special physical and mechanical properties. An effective way to solve the problem is to use a technology based on reactive mechanical alloying. The processes of phase composition formation, the structure and properties that occur at all stages of the technology implementation and the effect of alloying components on these processes have been analyzed, and the composition «aluminum (PA4) – surfactant (С17Н35СООН – 0.7 %)» has been found to be the most appropriate. The microcrystalline structure of its base, regardless of the composition of constituent materials, is preserved at subsequent stages of production of materials and determines high values of high-temperature strength, which are significantly higher than those of analogue materials. The microcrystalline structure of the base is characterized by a well-developed surface of grain and subgrain boundaries and is stabilized by nanosized inclusions of aluminum oxides and carbides formed during mechanical alloying. Additional alloying, which provides special properties, does not change the «structural phase» type of the developed materials. They are considered to be dispersion hardened composite microcrystalline materials.

Highlights

High-temperature aluminum composite materials with special physical and mechanical properties produced by mechanical alloying
The study is aimed at making high-temperature aluminum composite materials with special physical and mechanical properties
An effective way to solve the problem is to use a technology based on reactive mechanical alloying

Summary

Результаты исследования

При обработке в механореакторе шихта на основе алюминиевого порошка склонна к преждевремен‐ ной грануляции, препятствующей механически активируемым превращениям и затрудняющей механиче‐ ское легирование. При обработке в механореакторе алюминиевого порошка с до‐ бавкой ПАВ (высшей жирной кислоты – С17Н35СООН) имеют место также механически активируемая деструкция и многообразные вторичные превращения [4]. Наличие их характерно также для механически легированных порошков и, как отмечалось выше, они образуются в результате разрушения оксидных и гидроксидных пленок, покрывавших исходные частицы алюминиевого порошка. По прочности и пластичности при 350 °С он превосходит относящийся к наиболее перспективным материал из быстрозакаленных гранул, легированных 1,5 % Cr и 1,5 % Zr. Большое внимание, уделенное системе «алюминий (ПА4) – ПАВ (стеариновая кислота)», обуслов‐ лено тем, что она является базовой и структурно-фазовые превращения, протекающие в ней, в большей или меньшей мере реализуются в комплексно-легированных композициях, применяемых в данном ис‐ следовании, для создания алюминиевых материалов с особыми свойс твами и наследуются ими. Как и в базовой системе, остаются синтезированные в процессе реализации технологии наноразмерные термодинамически стабильные и имеющие высокие значения модуля сдвига оксиды и карбиды

Материалы низкой плотности

Антифрикционные материалы

Легирующий оксид

Findings

Проводниковые материалы