Nanocrystalline Al-30%Fe alloy obtained by mechanical alloying and hot-pressing

• Autorzy: Krasnowski M. , Kulik T.

Warianty tytułu

PL

Nanokrystaliczny stop Al-30%Fe otrzymany metodą syntezy mechanicznej i konsolidacji

• Konferencja: Advanced Materials and Technologies, AMT 2007 : XVIII Physical Metallurgy and Materials Science Conference (XVIII; 18-21.06.2007; Warszawa-Jachranka, Polska)
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the present study, mechanical alloying followed by hot-pressing consolidation has been used to obtain bulk nanocrystalline Al-30%Fe alloy. Nanocrystalline two-phase Fe(Al)+Al5Fe2 alloy was the product of mechanical alloying of Al-30%Fe powder mixture. The milling product was hot-pressed at 1000 °C for 180 s under a pressure of 7.7 GPa. Structural investigations of the consolidated material revealed that ordering of the Fe(Al) and its transformation into FeAl intermetallic had occurred during sintering and that the mean crystallite size of the FeAl and Al5Fe2 intermetallics were 33 nm and 26 nm respectively. Hence, nanoscale grain size was retained after applied consolidation process. The average microhardness of produced material is 986 HV0.2. The density of compacted materials is 4.38 g/cm3 and its open porosity is 0%. The results obtained show that the quality of compaction with preserving nanometric grain size of the material is satisfactory and its microhardness is relatively high.

PL

W pracy wytworzono lity nanokrystaliczny stop Al-30%Fe wykorzystując syntezę mechaniczną i konsolidację poprzez prasowanie na gorąco. Produktem syntezy mechanicznej mieszaniny proszków Al-30%Fe był nanokrystaliczny stop dwufazowy Fe(Al)+Al5Fe2. Produkt mielenia poddano prasowaniu na gorąco w temperaturze 1000 °C przez 180 s pod ciśnieniem 7,7 GPa. Badania strukturalne skonsolidowanego materiału wykazały, że podczas prasowania nastąpiło uporządkowanie roztworu stałego Fe(Al) i jego przemiana w fazę międzymetaliczną FeAl oraz że średnia wielkość ziaren faz międzymetalicznych FeAl i Al5Fe2 jest równa odpowiednio 33 i 26 nm. Średnia mikrotwardość wytworzonego materiału wynosi 986 HV0,2. Gęstość skonsolidowanego materiału wynosi 4,38 g/cm3, a jego porowatość otwarta - 0%. Uzyskane wyniki pokazały, że jakość konsolidacji z zachowaniem nanometrycznej wielkości ziaren w materiale jest zadowalająca, a jego mikrotwardość - relatywnie wysoka.

Słowa kluczowe

PL

nanokrystaliczny stop Al-30%Fe; synteza mechaniczna; synteza konsolidacyjna; prasowanie na gorąco

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 28, nr 3-4
• Strony: 411--414
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz., rys.

Twórcy

autor

Krasnowski M.

autor

Kulik T.

• Warsaw University of Technology, Faculty of Materials Science and Engineering, Poland,

Bibliografia

• [1] Gleiter H.: Materials with ultrafine microstructures: retrospectives and perspectives, Nanostruct. Mater. 1 (1992) 1- 19.
• [2] Nieman G.W., Weertman J.R., Siegel R.W.: Mechanical behavior of nanocrystalline metals, Nanostruct. Mater. 1 (1992) 185-190.
• [3] Siegel R. W., Fougere G. E.: Mechanical properties of nanophase metals, Nanostruct. Mater. 6 (1995) 205-216.
• [4] Karch J., Birringer R., Gleiter H.: Ceramics ductile at low temperature, Nature 330 (1987) 556-558.
• [5] McFadden S.X., Mishra R.S., Valiev R.Z., Zhilyaev A.P., Mukherjee A.K.: Low-temperature superplasticity in nanostructured nickel and metal alloys, Nature 398 (1999) 684- 686.
• [6] Birringer R.: Nanocrystalline materials, Mater. Sci. Eng. A117 (1989) 33-43.
• [7] Suryanarayana C.: Mechanical alloying and milling, Prog. Mat. Sci. 46 (2001) 1-184.
• [8] Rawers J.: Comparison of attrition milled, nanostructured, powder-compaction techniques, Nanostruct. Mater. 11 (1999) 513-522.
• [9] Krasnowski M., Witek A., Kulik T.: The FeAl-30%TiC nanocomposite produced by mechanical alloying and hotpressing consolidation, Intermetallics 10 (2002) 371-376.
• [10] Krasnowski M., Kulik T.: FeAl-TiN nanocomposite produced by reactive ball milling and hot-pressing consolidation, Scripta Mater. 48 (2003) 1489-1494.
• [11] Krasnowski M., Kulik T. Nanocrystalline FeAl intermetallic produced by mechanical alloying followed by hot-pressing consolidation, Intermetallics 15 (2007) 201-205.
• [12] Krasnowski M., Antolak A., Kulik T.: Nanocrystalline Ni3Al alloy produced by mechanical alloying of nickel aluminides and hot-pressing consolidation, J. Alloys Compd. 434-435C (2007) 344-347.
• [13] Deevi S.C., Sikka V.K., Liu C.T.: Processing, properties and applications of nickel and iron aluminides, Prog. Mat. Sci. 42 (1997) 177-192.
• [14] Devi S.C., Sikka V.K.: Nickel and iron aluminides: an overview on properties, processing and applications, Intermetallics 4 (1996) 357-375.
• [15] Tortorelli P. F., DeVan J. H.: Behavior of iron aluminides in oxidizing and oxidizing/sulfidizing environments, Mater. Sci. Eng. A153 (1992) 573-577.
• [16] Oleszak D., Shingu P.H,: Mechanical alloying in the Fe-Al system, Mater. Sci. Eng. A181/182 (1994) 1217-1221.
• [17] Enzo S., Mulas G., Frattini R.: The structure of mechanically alloyed AlxFe(1-x) end-products after annealing, Mater. Sci. Forum 269-272 (1998) 385-390.
• [18] Huang B., Ishihara K.N., Shingu P.H.: Metastable phase of Al-Fe system by mechanical alloying, Mater. Sci. Eng. A231 (1997) 72-79.
• [19] Zou Y., Saji S., Kusabiraki K.: Fast amorphization and crystallization in Al-Fe binary system by high-energy ball milling, Mater. Res. Bull. 37 (2002) 123-131.
• [20] Krasnowski M., Grabias A., Kulik T.: Phase transformations during mechanical alloying of Fe-50%Al and subsequent heating of the milling product, J. Alloys Compd. 424 (2006) 119-127.
• [21] Varin R.A., Zbroniec L., Czujko T., Song Y.-K.: Fracture toughness of intermetallic compacts consolidated from nanocrystalline powders, Mater. Sci. Eng. A300 (2001) 1-11.
• [22] Morris-Muńoz M.A., Dodge A., Morris D.G.: Structure, strength and toughness of nanocrystalline FeAl, Nanostruct. Mater. 11 (1999) 873-885.
• [23] Varin R.A., Czujko T., Bystrzycki J., Calka A.: Cold-work induced phenomena in B2 FeAl intermetallics, Mater. Sci. Eng. A329-331 (2002) 213-221.
• [24] Montealegre M.A., Munoz-Morris M.A., Gonzalez-Carrasco J.L., Morris D.G.: The influence of grain size and dispersoids on the quench hardening of a mechanically alloyed Fe-40Al intermetallic, Scripta Mater. 44 (2001) 2673-2679.