УДК 621.762
DOI: 10.18503/1995-2732-2021-19-3-61-67
Аннотация
В работе исследованы закономерности измельчения, проведён рентгеноструктурный и термический анализ порошковых материалов на основе механохимически активированной шихты стружки Д-16 с добавлением порошка никеля. Оптимизированы параметры размола алюминиевой стружки Д-16 при утилизации отходов токарного производства. Построены дифференциальные кривые распределения частиц порошка по размерам после механохимической активации в среде насыщенного водного раствора борной кислоты и ручной обработки в ступке. Фазовый анализ материала шихты показал отсутствие оксидов алюминия за счёт плакирования порошковых частиц оксидом бора в процессе размола и формирование сложных оксидов (Al2O3)1.33 в процессе кратковременного нагрева под горячую штамповку. Увеличение полуширины дифракционного профиля горячедеформированного порошкового материала, связанное с повышением дефектности структуры в процессе деформации, свидетельствует о его «горячем» наклёпе. Исследования, проведённые в воздушной и гелиевой атмосфере методами синхронного термического анализа (STA), выявили протекание экзотермической реакции и возможное формирование интерметаллидов в материале активированного стружкового порошка. Рентгеноспектральный микроанализ горячедеформированного порошкового материала, полученного на основе механохимически активированной шихты, выявил наличие трех основных областей: светлой, серой, тёмной. В светлой области показана возможность формирования интерметаллидов (Al3Ni2)0,4 с небольшой примесью меди и железа, а также отсутствие кислорода. Серая область представляет собой неокисленный алюминий с незначительными примесями меди. Таким образом, показано, что агломераты состоят из неокисленных частиц алюминия и интерметаллидной сетки между ними. Тёмная область представляет собой окисленные частицы алюминия и никеля с примесями магния, железа и меди.
Ключевые слова
Стружка сплава Д16, механохимическая активация, интерметаллиды, горячедеформированный материал.
Для цитирования
Рентгеноструктурный анализ порошковых материалов на основе механохимически активированной стружки Д-16 с добавлением порошка никеля / Слабкий Д.В., Сергеенко С.Н., Попов Ю.В., Салиев А.Н.// Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2021. Т.19. №3. С. 61–67. https://doi.org/10.18503/1995-2732-2021-19-3-61-67
1. Dorofeev Yu.G., Bezborodov E.N., Sergeenko S.N. Special features of formation of compacted material from mechanochemically activated fining of aluminum alloy D16 // Metal Science and Heat Treatment. 2003. Т. 45. № 1–2. P. 73–75.
2. Горячедеформированные материалы на основе механохимически активированной стружки алюминиевого сплава Д-16 / Слабкий Д.В., Федосеева М.А., Волхонский А.А., Сергеенко С.Н. // Вестник Череповецкого государственного университета. 2012. Т. 2, № 3 (41). С. 20–25.
3. Пат. 2202643 РФ, МПК7 C22C1/05, B22F9/04. Способ получения композиционного материала из алюминиевого сплава (его вариант) и композиционный материал / А.А. Аксенов, В.С. Золоторевский, А.Н. Солонин, В.К. Портной; Московский государственный институт стали и сплавов (технологический университет). № 2001126240/02; заявл. 26.09.2001; опубл. 20.04.2003.
4. Пат. 2216434, РФ, МПК В22F1/00, B22F3/14. Способ изготовления горячедеформированных порошковых материалов / Ю.Г. Дорофеев, С.Н. Сергеенко, Е.Н. Безбородов. № 2001130200/02; заявл. 08.11.2001; опубл. 20.11.2003, бюл. №32.
5. Пат. 1675061 СССР, МПК5 В22F9/04. Способ получения шихты из стружки алюминиевого сплава / Б.Г. Арабей, С.П. Горбач. Б.М. Перельмутер, С.А. Рыжков, С.А. Сопочкин, С.А. Степнов, В.Л. Эсикман. № 4616247/02; заявл.06.12.88; опубл. 07.09.91, бюл.№33.
6. Слабкий Д.В. Механические свойства горячедеформированных материалов на основе механохимически активированной стружки алюминиевого сплава Д-16 // Вестник Магнитогорского государственного университета им. Г.И. Носова. 2013. № 3 (43). С. 66–68.
7. Dyuzhechkin M.K., Sergeenko S.N., Popov Y.V. Features of structure and property formation for hot-deformed materials of the Al–Si and Al–Si–C systems based on mechanochemically activated charges // Metallurgist. 2016. Т. 59. № 9–10. P. 835–842.
8. Slabkiy D.V., Sergeenko S.N. Hot-deformed Al–Ni powder materials based on alloy D-16 mechanically-activated turnings // Metallurgist. 2016. Т. 59. № 11. P. 1228–1233.
9. Особенности механохимической активации и уплотнения порошковой шихты Al-Si-Ni-Fe-C и Al-Cu-Fe / Сергеенко С.Н., Джураев Ф.Т., Аль Хилфи А.Х., Постников А.А. // Физика и химия обработки материалов. 2016. № 4. С. 63–72.
10. Effect of mechanical alloying on the structure and property of Ni3Al fabricated by hot pressing. Meng Jie, Jia Chengchang, He Qing. J. Alloys and Compounds. 2006. 421, №1–2, P. 200–203.
11. Перспективные материалы и технологии самораспространяющегося высокотемпературного синтеза / Е.А. Левашов, А.С. Рогачев, В.В. Курбаткина, Ю.М. Максимов, В.И. Юхвид. М.: Изд. Дом МИСиС, 2011. 377 с.