Cx-XЕволюція структури та механічних властивостейквазікристалічних сплавів системи Al-Fe-Cr під дією температури та тискуВ.В. Чередніченко, О.В. Бякова, О.І. Юркова*Інститут матеріалознавства ім. І. М. Францевича НАН України, 03142, МСП, Київ-142, Україна* НТУУ «Київський політехнічний інститут», 03056, МСП, Київ-56, Україна Композиційні наноквазікристалічні сплави на основі системи Al-Fe-Cr натепер вважаються одними з найбільш перспективних алюмінієвих сплавів для створення легких інженерних конструкцій в багатьох галузях промисловості і, насамперед, в авіації та в транспортній галузі. В роботі наведені результати досліджень щодо впливу схеми та механізму деформації на консолідацію порошкового композиційного сплаву Al94Fe3Cr3, зміцненого нано- та субмікророзмірними частками метастабільної квазікристалічної фази, під комбінованою дією температури та високого тиску. Сформульована в роботі задача вирішувалась шляхом порівняльного аналізу параметрів структури та механічних властивостей зазначеного порошкового сплаву, консолідованого за двома різними технологічними варіантами: а саме, в умовах одноосьової деформації екструзією при температурі 623 K та адіабатичної деформації зсувом під час ХГН [1], яке здійснювали при швидкості потоку маси 700 м/с та температурі 473 K. Відповідно до обраних технологічних параметрів консолідація порошку відбувалася під дією тиску, який визначався відповідно до [2] і складав в процесі екструзії у повздовжньому та поперечному напрямкам відповідно Pl = 1,42 ГПа та Pt = 3,30 ГПа в той час, коли напірний тиск під час ХГН не перевищував 1,45 ГПа. Результати фазового рентгенівського аналізу, електронної мікроскопії та диференціальної скануючої калориметрії (ДСК) показали, що під дією тиску порошкові частинки пластично деформувалися, набуваючи після екструзії вигляд волокон з коефіцієнтом форми kf =7,2 та вигляд лінз з коефіцієнтом форми у перерізі kf = 4,7 після ХГН. Важливим є те, що на відміну від консолідації в умовах теплої екструзії, при якій втрачалось до 25% квазікристалічної фази, застосування техніки ХГН сприяло її повному збереженню в обсязі, який за даними [3] складає в вихідному порошку не менш, як 35%. Результати мікроіндентування засвідчили, що консолідація порошкового сплаву супроводжується значним деформаційним зміцненням матеріалу (Таблиця). Проте, мікротвердість (HV) та границя плинності (σ0,2) сплаву Al94Fe3Cr3, консолідованого технікою ХГН, виявляються на 35% вищими за відповідні характеристики екструдованого матеріалу. Отриманий результат пояснюється як більшим вмістом квазікристалічної фази і більш низькою (на 180 K) температурою, так і додатковим зміцненням матеріалу в умовах надвисокої швидкості деформації (~10-5-10-7 с-1), яка за оцінними розрахунками на 4-6 порядків перевищує цей показник для екструзії. Незважаючи на суттєве деформаційне зміцнення характеристика пластичності H консолідованого порошкового сплаву зазнає незначних змін, залишаючись наближеною до критичного значення (H = 0,90), яке свідчить про пластичну поведінку матеріалу в умовах розтягнення та згину [4]. Отримані результати можуть бути застосовані для вдосконалення технологічних варіантів отримання високоміцних алюмінієвих сплавів для експлуатації в умовах підвищених температур.Таблиця – Механічні характеристики порошкового сплаву Al94Fe3Cr3 до та після консолідації Параметр Матеріал E, ГПа HV, ГПа Пластичність, H σ0,2, МПа Порошковий [1] – 0.910.3 0.92 – Екструдований 87.52.3 [1] 1.620.04 0.90 380 Холодно напилений 90.02.5 2.190.02 0.86 515 1. A.V. Byakova, M.M. Kiz, A.I. Sirko et al., High Temperature Materials and Processes, 29, No 5 6: 325 (2010).2. M.M. Kiz, A.V. Byakova, A.I. Sirko, et al., J. Phys., 25: 594 (2009). 3. Yu.V. Milman, A.I. Sirko, M.O. Iefimov, et al., High Temperature Materials and Processes, 25: 19 (2006). 4. Yu.V. Milman, B.A. Galanov, S.I. Chugunova, Acta. Metall. Mater., 41, No 9: 2523 (1993)