Швидкий розвиток автомобільної промисловості та пов'язані з цим потреби в підвищенні продуктивності матеріалу інтенсифікують дослідження нових високоміцних алюмінієвих сплавів. Серед різних стратегій одним з найбільш перспективних є формування неперіодичних (аморфних, квазікристалічних (КК)) та періодичних зміцнювальних фаз шляхом розпилення розплаву при високих (104…107 К/с) та проміжних (102…103 К/с) швидкостях охолодження [1].

Використання квазікристалічної фази в якості армування пластичної матриці, наприклад, алюмінієвих сплавів, забезпечує потенційне поліпшення механічних властивостей разом із підвищеною стійкістю при високих температурах. Алюмінієві сплави для експлуатації при високих температурах представляють значний інтерес, особливо в автомобільній та аерокосмічній промисловості [2].

Дана робота присвячена дослідженню фазового складу КК сплаву Al₉₄Fe₃Cr₃, після відпалу в інтервалі температур 350…600 °С, компактованого методом квазігідростатичного стиску при 2,5; 4 та 6 ГПа. З цією метою було проведено рентгеноструктурні дослідження квазікристалічного сплаву Al₉₄Fe₃Cr₃, відпаленого при температурах 350, 400, 450, 500, 550 та 600 °С.

Найбільш виразно зміни фазового складу під час відпалу спостерігаються в інтервалі кутів дифракції 2θ від 36 до 48 градусів (рис. 1).

За даними фазного рентгенівського аналізу після відпалу при 350 °С в дифракційних спектрах реєструються крім рефлексів твердого розчину α-Al лише максимуми квазікристалічної і-фази. В температурному інтервалі (400…500) °С відбувається поступове розчинення квазікристалічних частинок та формування метастабільного інтерметаліду Al₆Fe.

а – 2,5 ГПа; б – 4 ГПа; в – 6 ГПа

Рис. 1. Спектри рентгенівської дифракції в інтервалі кутів 2θ від 36 до 48° Al₉₄Fe₃Cr₃ КК сплаву

При підвищенні температури відпалу до 500 °С і вище відбувається поступове розчинення частинок метастабільного інтерметаліду Al₆Fe, яке закінчується при 600 °С. За результатами фазового рентгеноструктурного аналізу ці частинки можуть відповідати       q-фазі: стабільним інтерметалідам Al₁₃Fe₄ та Al₁₃Cr₂.

Таким чином, нагрівання порошкового сплаву Al₉₄Fe₃Cr₃ після компактування під високим тиском призводить спочатку до поступового зникнення квазікристалічної i-фази і виникнення кристалічного метастабільного інтерметаліду Al₆Fe, а при подальшому підвищенні температури (вище за 500 °С) до формування стабільних інтерметалічних  q-фаз: Al₁₃Cr₂ та Al₁₃Fe₄.

Література:

1. Katarzyna Stan-GłowińskaEmail, Łukasz Rogal et al., Formation of a quasicrystalline phase in Al–Mn base alloys cast at intermediate cooling rates, J Mater Sci, 52 №13, 7794 – 7807 (2017).

2. A. García-Escoriala,, E. Nataleb, V. J. Cremaschib, I. Toddc, M. Lieblicha. Quasicrystalline Al₉₃Fe₃Cr₂Ti₂ alloys, Metal. 51(4),1-6 (2015).