Structure and Phase Formation in the Ni–Al–Co System during Self-Propagating High-Temperature Synthesis

A. E. Sychev; Сычев А. Е.; M. L. Busurina; Бусурина М. Л.; O. D. Boyarchenko; Боярченко О. Д.; P. A. Lazarev; Лазарев П. А.; Yu. G. Morozov; Морозов Ю. Г.; A. O. Sivakova; Сивакова А. О.

doi:10.31857/S0002337X23070151

Особенности структуро- и фазообразования в системе Ni–Al–Co в процессе СВС

Авторы: Сычев А.Е.¹, Бусурина М.Л.¹, Боярченко О.Д.¹, Лазарев П.А.¹, Морозов Ю.Г.¹, Сивакова А.О.¹
Учреждения:
1. Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А.Г. Мержанова Российской академии наук
Выпуск: Том 59, № 7 (2023)
Страницы: 733-739
Раздел: Статьи
URL: https://journals.rcsi.science/0002-337X/article/view/231870
DOI: https://doi.org/10.31857/S0002337X23070151
EDN: https://elibrary.ru/QSLCMY
ID: 231870

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

В работе исследованы особенности структуро- и фазообразования сплава на основе системы Ni–Al–Co, полученного методом СВС. Максимальная температура горения в аргоне составила 1020°C, а в вакууме – 913°C. Фазовый состав синтезированного сплава представлен твердым раствором Ni_0.7Co_0.3\(\left\langle {{\text{Al}}} \right\rangle \) с кубической решеткой Pm\(\bar {3}\)m. Структурные составляющие сплава на основе γ-, β-фаз имеют размер 10–20 мкм, прослойки γ + β, расположенные на границе γ- и β-фаз, достигают 1–2 мкм. Сплав проявляет высокую пластичность, прочность на сжатие составляет 451 МПа. Низкий остаточный магнетизм, величина коэрцитивной силы и высокая намагниченность показывают, что этот сплав относится к магнитомягким материалам. Коэрцитивная сила составляет H_c = 146 Э. Остаточная намагниченность σ_r = 0.35 эмe/г, намагниченность насыщения σ_s = 36.76 эме/г.

Ключевые слова

самораспространяющийся высокотемпературный синтез, микроструктура, интерметаллидный сплав, твердый раствор

Список литературы

Kainuma R., Ise M., Jia C.-C., Ohtani H., Ishida K. Phase Equilibria in the Al-Co-Ni Alloy System // J. Phase Equilib. Diffus. 2017. V. 38. P. 630–645. https://doi.org/10.1007/s11669-017-0586-z
Koneva N.A., Potekaev A.I., Nikonenko E.L., Popova N.A., Klopotov A.A., Klopotov V.D. Structure and Phase Composition of Heat-Resistant Ni–Al–Co Alloy after Annealing and Creep // Russ. Phys. J. 2019. V. 61. № 12. P. 2218–2224. https://doi.org/10.1007/s11182-019-01658-3
Oikawa K., Wulff L., Iijima T., Gejima F., Ohmori T., Fujita A., Fukamichi K., Kainuma R., Ishida K. Promising Ferromagnetic Ni–Co–Al Shape Memory Alloy System // Appl. Phys. Lett. 2001. V. 79. P. 3290–3292. https://doi.org/10.1063/1.1418259
Tanaka Y., Ohmori T., Oikawa K., Kainuma R., Ishida K. Ferromagnetic Co-Ni-Al Shape Memory Alloys with β + γ Two-Phase Structure // Mater. Trans. 2004. V. 45. № 2. P. 427–430. https://doi.org/10.2320/matertrans.45.427
Xu Y., Kameoka S., Kishida K., Demura M., Tsai A., Hirano T. Catalytic Properties of Ni3Al Intermetallics for Methanol Decomposition // Mater. Trans. 2004. V. 45. № 11. P. 3177–3179https://doi.org/10.2320/matertrans.45.3177
Kimura Y., Suzuki T., Mishima Y. Microstructure and Mechanical Properties of B2 (Co,Ni)Al Based Alloys // MRS Online Proceedings Library. 1992. V. 288. P. 697–702. https://doi.org/10.1557/PROC-288-697
Kimura Y., Elmer H. Lee, Liu C.T. Microstructure, Phase Constitution and Tensile Properties of Co–Ni–Ti–Al Based Multi-Phase Alloys // Mater. Trans. 1995. V. 36. № 8. P. 1031–1040.
Летников М.Н., Ломберг Б.С., Овсепян С.В. Исследование композиций системы Ni–Al–Co при разработке нового жаропрочного деформируемого интерметаллидного сплава // Научно-технический журн. “Труды ВИАМ”. 2013. № 10. С. 1.
Kositsyna I.I., Zavalishin V.A. Study of Co-Ni-Al Alloys with Magnetically Controlled Shape Memory Effect // Mater. Sci. Forum. 2009. V. 635. P. 75–80. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.635.75
Raghavan V. Al−Co−Ni (Aluminum−Cobalt−Nickel) // J. Phase Equilib. Diffus. 2006. V. 27. P. 372–380. https://doi.org/10.1007/s11669-006-0009-z
Zhou Y., Nash P., Bessa S.M. et al. Phase Equilibria in the Al-Co-Ni Alloy System // J. Phase Equilib. Diffus. 2017. V. 38. P. 630–645.https://doi.org/10.1007/s11669-017-0586-z
Поварова Л.Б., Филин С.А., Масленков С.Б. Фазовые равновесия с участием β-фазы в системах Ni–Al–Me (Me-Co, Fe, Mn, Cu) при 900 и 1100°C // Металлы. 1993. № 1. С. 191–205.
Mishima Y., Ochiai S., Suzuki T. Lattice Parameters of Ni(γ), Ni3Al(γ') and Ni3Ga(γ') Solid Solutions with Additions of Transition and B-Subgroup Elements // Acta Metall. 1985. V. 33. № 6. P. 1161–1169. https://doi.org/10.1016/0001-6160(85)90211-1
Merzhanov A.G., Borovinskaya I.P. Self-Propagating High-temperature Synthesis of Refractory Inorganic Compounds // Dokl. Akad. Nauk SSSR. 1972. V. 204. № 2. P. 366–369.
Корчагин М.А., Бохонов Б.Б. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез квазикристаллов // Физика горения и взрыва. 2004. Т. 40. № 4. С. 74–81.
Alkan M., Sonmez S., Bora Derin B., Yücel O., Andreev D., Sanin V., Yukhvid V. Production of Al–Co–Ni Ternary Alloys by the SHS Method for Use in Nickel Based Superalloys Manufacturing // High Temp. Mater. Proc. 2015. V. 34. № 3. P. 275–283. https://doi.org/10.1515/htmp-2014-0052
Isothermal Section at 1100°C. Fig. 4 from Al–Co–Ni Ternary Phase Diagram Evaluation. https://materials.springer.com/msi/phase-diagram/docs/sm_msi_r_10_011478_01_full_LnkDia3 https://doi.org/10.11478.1.8 (MSI Materials Science International Services GmbH, Stuttgart © 1991).
Лякишев Н.П. Диаграммы состояния двойных металлических систем: Справочник / Под ред. Лякишева Н.П. М.: Машиностроение, 1996–2000.
Косицын С.В., Косицына И.И., Валиуллин А.И., Катаева Н.В., Завалишин В.А. Ферромагнитные сплавы Co–Ni–Al с термоупругим мартенситным превращением // Перспективные материалы. 2005. Т. 3. С. 56–61.
Valiullin A.I., Kositsin S.V., Kositsina I.I., Kataeva N.V., Zavalishin V.A. Study of Ferromagnetic Co–Ni–Al Alloys with Thermoelastic L10-Martensite // Mater. Sci. Eng. A. 2006. V. 438–440. P. 1041–1044.
Mazeeva A., Kim A., Ozerskoi N. et al. Structure Evolution of Ni36Al27Co37 Alloy in the Process of Mechanical Alloying and Plasma Spheroidization // Metals. 2021. V. 11. P. 1557–1571.https://doi.org/10.3390/met11101557