Регистрация / Вход
Прислать материал

Исследование влияния концентрации легирующих элементов на кинетику кристаллизации металлических стекол на основе систем Al-Ni-Yb-(Co, Ca, Cu) и Mg-Cu-Yb-(Ag,Ca)

ФИО: Занаева Э.Н.

Направление: Материаловедение

Научный руководитель: к.т.н. Чурюмов Александр Юрьевич, асп. Царьков Андрей Андреевич

Институт: Институт экотехнологий и инжиниринга

Кафедра: Кафедра Металловедения цветных металлов

Академическая группа: МТМ-13-1

Металлические стекла – относительно недавно открытый вид материалов, обладающих более высоким уровнем свойств по сравнению с обычными кристаллическими сплавами. Например, аморфные сплавы обладают высокой прочностью, твердостью, износостойкостью, высокой магнитной проницаемостью и хорошими коррозионными свойствами. Перспективными основами для получения металлических стекол являются легкие металлы – алюминий, магний.

В данной работе были определены характеристики стеклообразующей способности, энтальпия смешения и энергия активации кристаллизации аморфных лент из сплавов систем Al-Ni-Yb-(Co, Ca, Cu) и Mg-Cu-Yb-(Ag,Ca). Проведенный рентгенофазовый анализ подтвердил аморфную структуру полученных лент (рисунок 1, а). По ДСК кривым сплавов, полученным при скорости нагрева 40 К/мин определили характеристические температуры сплавов: температуры расстекловывания, кристаллизации и ликвидуса, а по ним определили характеристики стеклообразующей способности. Для определения энергии активации кристаллизации для каждого сплава провели ДСК анализ при различных скоростях нагрева: 2, 5, 10, 20, 40 К/мин (рисунок 1, б). Далее определили значения энергии активации кристаллизации по трем различным моделям: Киссенджера, Озавы, Аугуса и Беннета.

Рисунок 1 – Результаты рентгенофазового и ДСК анализа магниевых лент

Установлено, что замена Y на Yb в сплавах системы Al-Ni-Co приводит к увеличению энтальпии смешения сплава, уменьшению СОС и снижению энергии активации кристаллизации. Введение Са снижает энтальпию смешения, увеличивает СОС и, соответственно, увеличивается энергия активации кристаллизации сплавов системы Al-Ni-Yb-Co. Введение Cu в количестве от 0 до 1 ат.% приводит к уменьшению энергии активации кристаллизации, т.е. снижается термическая стабильность сплавов.

Определено положительное влияние введения Са в сплавы системы Mg-Cu-Yb-Ag: cнижается энтальпия смешения, соответственно увеличивается СОС и энергия активации кристаллизации. Увеличение суммарного легирования Ca и Ag сплавов системы Mg-Cu-Yb приводит к снижению энтальпии смешения, увеличивается СОС и энергия активации кристаллизации, а соответственно и их термическая стабильность.

Работа выполнена при поддержке гранта №К2-2014-013 в рамках повышения международной конкурентоспособности НИТУ «МИСиС».