Amorphous Al-Fe and Al-Nb powders processed by mechanical alloying

• Autorzy: Dąbrowska S. , Oleszak D. , Świerczyńska M. B. , Kulik T.

Warianty tytułu

PL

Amorficzne proszki Al-Fe i Al-Nb wytworzone metodą mechanicznej syntezy

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The results on fabrication and characterization of Al-based amorphous alloyed powders are presented. For powders manufacturing mechanical alloying technique has been applied, starting from the mixture of powders of pure crystalline elements. Al80Fe20 and Al60Nb40 (at. %) powder mixtures have been subjected to milling in a ball mill. Phase transformations taking place during milling have been analysed by X-ray diffraction studies (Fig. 1 and 2). In both compositions an amorphous alloy was a final product of the process. The density of the obtained alloyed powders has been measured as 3,33 and 5,01 g·cm–3 for Al80Fe20 and Al60Nb40, respectively. The shape of the particles and their size have been estimated by light microscopy method (Fig. 3 and 4). The manufactured powders have revealed a globular morphology, without tendency for agglomeration. The particle size has been estimated as 10÷20 μm for Al80Fe20 alloy and below 10 μm for Nb-containing alloy. Calorimetric studies correlated with X-ray diffraction technique have allowed for thermal stability determination of the synthesized Al60Nb40 amorphous alloy (Fig. 5 and 6). This alloy has revealed high thermal stability and its crystallization temperature has been measured as 908°C (heating rate 40°C·min–1). The performed microhardness measurements have shown that Nb-containing alloy has significantly higher microhardness (1130 HV0,02) than Fe-containing one (600 HV0,02).

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań dotyczących wytworzenia i scharakteryzowania amorficznych proszków stopowych na osnowie aluminium. Do ich wytworzenia zastosowano metodę mechanicznej syntezy, wychodząc z mieszaniny krystalicznych proszków czystych pierwiastków. Mieleniu w młynku kulowym poddano mieszaniny o składzie Al80Fe20 i Al60Nb40 (% at.). Przemiany fazowe towarzyszące procesowi mechanicznej syntezy śledzono za pomocą dyfrakcyjnych badań rentgenowskich (rys. 1 i 2). Produktem finalnym w obu procesach był stop o strukturze amorficznej. Wytworzone proszki stopowe charakteryzowały się gęstością odpowiednio 3,33 oraz 5,01 g·cm–3. Wykorzystując technikę mikroskopii świetlnej określono kształt i oszacowano wielkość cząstek badanych proszków stopowych (rys. 3 i 4). Zsyntezowane proszki charakteryzowały się morfologią globularną i nie wykazywały tendencji do aglomeracji. Wielkość cząstek proszku Al- 80Fe20 wynosiła 10÷20 μm, natomiast dla proszku Al60Nb40 było to poniżej 10 μm. Badania kalorymetryczne w połączeniu z dyfrakcyjnymi badaniami rentgenowskimi posłużyły do określenia stabilności termicznej stopu zawierającego niob (rys. 5 i 6). Stop ten wykazywał wysoką stabilność termiczną, bowiem jego temperatura krystalizacji wynosiła 908°C (przy szybkości nagrzewania 40°C·min–1). Przeprowadzone pomiary mikrotwardości wykazały, że stop zawierający niob cechuje się większą mikrotwardością (1130 HV0,02) niż stop z żelazem (600 HV0,02).

Słowa kluczowe

EN

mechanical alloying; Al alloys; amorphous alloys

PL

mechaniczna synteza; stopy aluminium; stopy amorficzne

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 33, nr 6
• Strony: 543--545
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys.

Twórcy

autor

Dąbrowska S.

• Wydział Inżynierii Materiałowej, Politechnika Warszawska

autor

Oleszak D.

• Wydział Inżynierii Materiałowej, Politechnika Warszawska

autor

Świerczyńska M. B.

• Wyższa Szkoła Ekologii i Zarządzania, Warszawa

autor

Kulik T.

• Wydział Inżynierii Materiałowej, Politechnika Warszawska

Bibliografia

• [1] Kubler A., Eckert J., Schultz L.: Nanoparticles in an amorphous Zr55Al-10Cu30Ni5 matrix -the formation of composites by mechanical alloying. Nanostructured Materials 12 (1999) 443÷446.
• [2] Schlorke N., Weiss B., Eckert J., Schultz L.: Properties of Mg-Y-Cu glasses with nanocrystalline particles. Nanostructured Materials 12 (1999) 127÷130.
• [3] Deledda S., Eckert J., Schultz L.: Thermal stability of mechanically alloyed Zr-Cu-Al-Ni glass composites containing ZrC particles as a second phase. Scripta Mater. 46 (2002) 31÷35.
• [4] Venkataraman S., Eckert J., Schultz L., Sordelet D. J.: Studies on the crystallization kinetics of Cu-reinforced partially crystalline Cu47Ti33Z-r11Ni8Si1 metallic glass composite. Journal Alloys Comp. 434-435 (2007) 203÷206.
• [5] Scudino S., Liu G., Prashant K. G., Bartusch B., Surredi K. B., Murty B. S., Eckert J.: Mechanical properties of Al-based metal matrix composites reinforced with Zr-based glass particles produced by powder metallurgy. Acta Mater. 57 (2009) 2029÷2039.
• [6] Prasanth K. G., Scudino S., Surredi K. B., Sakaliyska M., Murty B. S., Eckert J.: Crystallization kinetics of Zr65Ag5Cu12.5Ni10Al7.5 glassy powders produced by ball milling of pre-alloyed ingots. Mater. Sci. Eng. A 513-514 (2009) 279÷285.
• [7] Yu P., Kim B. K., Das J., Baier F., Xu W., Eckert J.: Fabrication and mechanical properties of Ni-Nb metallic glass particle-reinforced Al-based metal matrix composite. Scripta Mater. 54 (2006) 1445÷1450.
• [8] Rodrigues C. A. D, Yavari A. R., Kiminami C. S., Botta W. J. F.: Milling and hot consolidation of Al-Fe-Nb alloy. Mater. Sci. Forum 416 (2003) 287.

Uwagi

EN

Financial support from the National Science Centre (contract No 2011/O1/B/ST8/07068) is highly appreciated.