limЛитье и металлургияLitiyo i Metallurgiya (FOUNDRY PRODUCTION AND METALLURGY)1683-60652414-0406BNTU10.21122/1683-6065-2020-3-99-111lim-3242Research ArticleМатериаловедениеScience of materialsАлюминиевые механически легированные композиционные жаропрочные материалы с особыми физико-механическими свойствамиHigh-temperature aluminum composite materials with special physical and mechanical properties produced by mechanical alloyingЛовшенкоФ. Г.LovshencoF. G.

г. Могилев, пр-т Мира, 43

ЛозиковИ. А.LozikovI. A.

г. Могилев, пр-т Мира, 43

lozikoff@yandex.byХабибуллинА. И.KhabibulinA. I.

г. Могилев, пр-т Мира, 43

Белорусско-Российский университетБеларусьBelarusian-Russian UniversityBelarus2020201020200399111Copyright © Ловшенко Ф.Г., Лозиков И.А., Хабибуллин А.И., 20202020Ловшенко Ф.Г., Лозиков И.А., Хабибуллин А.И.Lovshenco F.G., Lozikov I.A., Khabibulin A.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://lim.bntu.by/jour/article/view/3242

Исследование направлено на создание алюминиевых композиционных жаропрочных материалов с особыми физикомеханическими свойствами. Эффективным путем решения проблемы является применение технологии, основанной на реакционном механическом легировании. Проведенный анализ процессов формирования фазового состава, структуры и свойств, имеющих место на всех стадиях реализации технологии, и влияние на их протекание легирующих компонентов позволил установить, что в качестве базовой для производства материалов перспективна композиция «алюминий (ПА4) – ПАВ (С17Н35СООН – 0,7 %)». Микрокристаллический тип структуры ее основы, характеризующийся высокоразвитой поверхностью границ зерен и субзерен и стабилизированный наноразмерными включениями оксидов и карбидов алюминия, сформировавшихся при механическом легировании, независимо от состава исходной шихты наследуется на последующих технологических этапах производства материалов и определяет близкие значения жаропрочности, которые существенно выше, чем у аналогов. Дополнительное легирование, обеспечивающее получение особых свойств, не изменяет «структурно-фазовый» тип разработанных материалов. Они являются композиционными микрокристаллическими дисперсно-упрочненными.

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.

механическое легированиетехнологияэлектропроводностьструктурасвойстваmechanical alloyingtechnologyelectrical conductivitystructurepropertiesReferencesЛовшенко, Ф. Г. Закономерности формирования фазового состава, структуры и свойств механически легированных материалов / Ф. Г Ловшенко, Г. Ф. Ловшенко, Могилев: Белорусско‑Российский университет, 2016. 420 с.Lovshenko F. G., Lovshenko G. F. Zakonomernosti formirovanija fazovogo sostava, struktury i svojstv mehanicheski legirovannyh materialov [Patterns of formation of phase composition, structure and properties of mechanically alloyed materials]. Mogilev, Belorussko‑Rossijskij universitet Publ., 2016, 420 p.Алюминиевые сплавы. Промышленные деформируемые, спеченные и литейные алюминиевые сплавы. М.: Металлургия, 1972. 552 с.Aljuminievye splavy. Promyshlennye deformiruemye, spechennye i litejnye alju-minievye splavy [Aluminum alloys. Industrial wrought, sintered and cast aluminum‑alloy alloys]. Moscow, Metallurgija Publ., 1972, 552 p.Добаткин, В. И., Елагин, В. И. Гранулируемые алюминиевые сплавы / В. И. Добаткин, В. И. Елагин. М.: Металлургия, 1982. 176 с.Dobatkin V. I., Elagin, V. I. Granuliruemye aljuminievye splavy [Granular Aluminum Alloys]. Moscow, Metallurgija Publ., 1982, 176 p.Витязь, П. А. Механически легированные сплавы на основе алюминия и меди / П. А. Витязь, Ф. Г. Ловшенко, Г. Ф. Ловшенко. Минск: Беларуская навука, 1998. 352 с.Vitjaz’ P.A., Lovshenko F. G., Lovshenko G. F. Mehanicheski legirovannye splavy na osnove aljuminija i medi [Mechanically alloyed alloys based on aluminum and copper]. Minsk, Belaruskaja navuka Publ., 1998, 352 p.Layyous, F. F. The correlation between mechanical alloying and microstructure of Al‑Li‑Mg alloys/ F. F. Layyous, S. I. J. Nadiv, Lin // Jnt.Conf. Powder Met., London, 2–6 July, 1990: PM 90. Vol.1. London, 1990. P. 171–179.Layyous F. F., Nadiv S. I. J., Lin The correlation between mechanical alloying and microstructure of Al‑Li‑Mg al‑loys. Jnt. Conf. Powder Met., London, 2–6 July, 1990, PM 90, Vol.1, London, 1990, pp. 171–179.Ловшенко, Ф. Г. Наноструктурные механически легированные материалы на основе металлов / Ф. Г. Ловшенко, Г. Ф. Ловшенко, Б. Б. Хина. Могилев: Белорусско‑Российский университет, 2008. 679 с.Lovshenko F. G., Lovshenko G. F., Hina B. B. Nanostrukturnye mehanicheski legirovannye materialy na osnove metallov [Nanostructured mechanically alloyed materials based on metals]. Mogilev, Belorussko‑Rossijskij universitet Publ., 2008, 679 p.Ловшенко, Ф. Г. Получение, состав, структура и свойства механически легированных композиционных жаропрочных материалов на основе системы «алюминий‑магний» // Металлургия машиностроения. 2018. № 4. С. 24–30.Lovshenko F. G. Poluchenie, sostav, struktura i svojstva mehanicheski legirovannyh kompozicionnyh zharoprochnyh materialov na osnove sistemy «aljuminij‑magnij» [Obtaining, composition, structure and properties of mechanically alloyed composite heat‑resistant materials based on the aluminum‑magnesium system]. Metallurgija mashinostroenija = Metallurgy Engineering, 2018, no. 4, pp. 24–30.Горелик, С. С. Рекристаллизация металлов и сплавов. М.: Металлургия,1978. 568 с.Gorelik S. S. Rekristallizacija metallov i splavov [Recrystallization of metals and alloys]. Moscow, Metallurgija Publ., 1978, 568 p.Захаров, М. В. Жаропрочные сплавы / М. В Захаров, А. М. Захарова. М.: Металлургия, 1972. 384 с.p.Гуляев, А. П. Материаловедение. М.: Металлургия, 1986. 544 с.Zaharov M. V., Zaharova A. M. Zharoprochnye splavy [Heat Resistant Alloys]. Moscow, Metallurgija Publ, 1972, 384 p.Ловшенко, Ф. Г. Получение, структура и свойства механически легированных жаропрочных алюминиевых материалов на основе системы «алюминий – бор» / Ф. Г. Ловшенко, И. А. Лозиков. А. Э. Липский // Тр. 27‑й Междунар. науч.‑техн. конф. «Литейное производство и металлургия 2019. Беларусь». Минск, 2019. С. 102–108.Guljaev A. P. Materialovedenie [Materials Science]. Moscow, Metallurgija Publ, 1986, 544 p.Корх, С. К. Получение антифрикционных материалов // Порошковая металлургия. 1986. № 8. С. 57–60.Lovshenko F. G., Lozikov I.A., Lipskij A. Je. Poluchenie, struktura i svojstvа mehanicheski legirovannyh zharoprochnyh aljuminievyh materialov na osnove sistemy «aljuminij – bor» [Obtaining, structure and properties of mechanically alloyed heat‑resistant aluminum materials based on the aluminum‑boron system]. Trudy 27-j Mezhdunarodnoj nauchno-tehnicheskoj konferencii «Litejnoe proizvodstvo i metallurgija 2019. Belarus» = Proceedings of the 27th International Scientific and Technical Conference «Foundry and Metallurgy 2019. Belarus». Minsk, 2019, pp. 102–108.Трибохимические испытания антифрикционных порошковых ленточных материалов / В. В. Полотай, В. С. Воропаев, В. М. Очеретянский, А. В. Перепелкин // Порошковая металлургия. 1986. № 8. С. 57–60.Korh S. K. Poluchenie antifrikcionnyh materialov [Obtaining antifriction materials]. Poroshkovaja metallurgija = Powder Metallurgy, 1986, no. 8, pp. 57–60.Буше, Н. А. Исследование свойств прессованных полос, полученных из гранул алюминиевого сплава с 15 % свинца, 3 % олова и 1 % меди / Н. А Буше, Г. А. Мудренко, В. А. Двосиная // Науч. тр. ЦНИИ МПС. 1972. Вып. 473. С. 46–53Polotaj V. V., Voropaev V. S., Ocheretjanskij V. M., Perepelkin A. V. Tribohimicheskie ispytanija antifrikcionnyh poroshkovyh lentochnyh materialov [Tribochemical testing of antifriction powder tape materials]. Poroshkovaja metallurgija = Powder Metallurgy, 1986, no. 8, pp. 57–60.Ловшенко, Г. Ф. Дисперсно‑упрочненные антифрикционные материалы на основе системы «алюминий‑свинец» / Г. Ф. Ловшенко, Ф. Г. Ловшенко // Порошковая металлургия. 2007. № 5/6. С. 44–52Bushe N.A., Mudrenko G.A., Dvosinaja V.A. Issledovanie svojstv pressovannyh polos, poluchennyh iz granul aljuminievogo splava s 15 % svinca, 3 % olova i 1 % medi [Investigation of the properties of pressed strips obtained from granules of an aluminum alloy with 15 % lead, 3 % tin and 1 % copper]. Nauchnye trudy CNII MPS = Scientific works of the Central Research Institute of the Ministry of Railways, 1972, vyp. 473, pp. 46–53.Ловшенко, Ф. Г. Получение, структура и свойства жаропрочных механически легированных алюминиевых материалов с низким коэффициентом линейного расширения / Ф. Г. Ловшенко, Г. Ф. Ловшенко, Е. И. Марукович // Заготовительные производства в машиностроении. 2006. № 6. С. 37–42.Lovshenko G. F., Lovshenko F. G. Dispersno‑uprochnennye antifrikcionnye materialy na osnove sistemy «aljuminij‑svinec» [Dispersion‑strengthened antifriction materials based on the aluminum‑lead system]. Poroshkovaja metallurgija = Powder Metallurgy, 2007, no. 5/6, pp. 44–52.Lovshenko F. G., Lovshenko G. F., Marukovich E. I. Poluchenie, struktura i svojstva zharoprochnyh mehanicheski legirovannyh aljuminievyh materialov s nizkim kojefficientom linejnogo rasshirenija [Obtaining, structure and properties of heat‑resistant mechanically alloyed aluminum materials with a low coefficient of linear expansion]. Zagotovitel’nye proizvodstva v mashinostroenii = Procurement in engineering, 2006, no. 6, pp. 37–42.Lovshenko F. G., Lovshenko G. F., Marukovich E. I. Poluchenie, struktura i svojstva zharoprochnyh mehanicheski legirovannyh aljuminievyh materialov s nizkim kojefficientom linejnogo rasshirenija [Obtaining, structure and properties of heat‑resistant mechanically alloyed aluminum materials with a low coefficient of linear expansion]. Zagotovitel’nye proizvodstva v mashinostroenii = Procurement in engineering, 2006, no. 6, pp. 37–42.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.