Abstract

The structure and microhardness of an aluminum alloy with additives of nanostructured cubic boron nitride (cBN) after treatment under high pressure and temperature are investigated. А nanostructured powder of cBN with primary particles within 50–200 nm is used as a filler. A preliminary chemical-thermal modifying of the nanostructured cBN, which consists in its high-temperature annealing in the temperature range of 750–950 °C in a medium of aluminum-contai ning compounds, is carried out to increase the chemical affinity of the nanostructured cBN to the aluminum matrix. It is shown that the modifying of nanostructured cBN with aluminum increases the strength of the additives retention in the aluminum matrix. At the same time the increase in the concentration of BN additives from 1.5 to 5 wt.% as well as the increase in the treatment temperature at a fixed pressure promotes the increase in the microhardness of the material by a factor of 1.5 to 2 as compared with the base aluminum alloy without the addition of a modifier. An increase in the cBN concentration to 5 % by weight results in an increase in the fraction of smaller particle conglomerates (1–5 μm) in the material and in a decrease in the size of large inclusions to 10–20 μm. In this case, the distribution of BN particles in the aluminum matrix is more uniform in comparison with a material with a cBN content of 1.5 wt.%. In the material with the growth of temperature up to 1000 °С, cBN in aggregates is recrystallized with the formation of single-crystal (polycrystalline) particles with the size of 1–10 μm with faceting specific for cBN micron particles.

Highlights

  • Добавление микро- и наноструктурных тугоплавких частиц в качестве примесных модифика­ торов позволяет эффективно изменять структуру алюминиевых сплавов, способствует ее измельчению и повышению механических и триботехнических характеристик алюмоматричных композиционных материалов (КМ) [2]

  • Применение процессов СВС для получения in situ алюмоматричных композиционных материалов, дискретно армированных наноразмерными частицами карбида титана: обзор / А

Read more

Summary

Introduction

Добавление микро- и наноструктурных тугоплавких частиц в качестве примесных модифика­ торов позволяет эффективно изменять структуру алюминиевых сплавов, способствует ее измельчению и повышению механических и триботехнических характеристик алюмоматричных композиционных материалов (КМ) [2]. В [9,10,11] показано, что применение поверхностно-модифицированных наноструктурных порошков алмаза, кубического нитрида бора, шунгита, оксида алюминия в сочетании с обработкой в условиях высоких давлений и температур существенно повышают физико-механические и эксплуатационные характеристики КМ различного назначения (композиционных сверхтвердых материалов, алюмоматричных КМ). 3 представлен внешний вид гранул из шихты на основе алюминиевой пудры с добавкой 5 мас.% наноструктурного порошка кубического BN, модифицированного Al, после перемешивания в смесителе в течение 2 ч.

Results
Conclusion
Full Text
Paper version not known

Talk to us

Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have

Schedule a call

Disclaimer: All third-party content on this website/platform is and will remain the property of their respective owners and is provided on "as is" basis without any warranties, express or implied. Use of third-party content does not indicate any affiliation, sponsorship with or endorsement by them. Any references to third-party content is to identify the corresponding services and shall be considered fair use under The CopyrightLaw.