Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Доступ для подписчиков

Микроструктура и механические свойства деформируемого композиционного материала Al - Mg - Mn - Zr - Sc - B4C

А. В. Поздняков, А. Ю. Чурюмов, А. Лотфи, И. Мохамед, Р. Ю. Барков, А. Г. Войтенко, А. А. Черешнева

Аннотация


Методом механического замешивания частиц в расплав получен композиционный материал на основе сплава Al - 3,5 % Mg - 0,4 % Mn - 0,15 % Zr - 0,15 % Sc, армированный частицами B4C. Исследованы микроструктура, фазовый состав, плотность, технологичность при прокатке и механические свойства полученного композиционного материала. Исследованный композиционный материал имеет высокую коррозионную стойкость, а также предел текучести более 245 МПа, превышающий предел текучести сталей, которые в настоящее время используют для изготовления стеллажей уплотненного хранения отработавшего ядерного топлива.

Ключевые слова


композиционный материал; карбид бора; механические свойства; микроструктура; коррозионная стойкость; composite material; boron carbide; mechanical properties; microstructure; corrosion resistance

Полный текст:

PDF

Литература


Пятакова Л. Л., Можаров М. И., Сироткина М. А., Дюжева Т. А. Влияние бора на хладноломкость среднеуглеродистой стали // МиТОМ. 1971. № 2. С. 62 - 64. (Pyatakova L. L., Mozharov M. V., Sirotkina M. A., Dyuzheva T. A. Effect of boron on the cold brittleness of medium-carbon steel // Metal science and Heat Treatment. 1971. V. 13б No. 2 P. 152 - 154).

Гусейнов Р. К. Свойства конструкционной стали, микролегированной бором // МиТОМ. 1991. № 7. С. 35 - 38. (Guseinov R. K. Properties of structural steel doped with boron // Metal science and Heat Treatment. 1991. V. 33, No. 7. P. 536 - 540).

Заславский А. Я., Муштакова Т. Л. Вязкие свойства бористых сталей для холодной объемной штамповки // МиТОМ. 1992. С. 17 - 25. (Zaslavskii A. Ya., Mushtakova T. L. Ductile properties of boron steels for cold die forging // Metal science and Heat Treatment. 1992. V. 34, No. 3. P. 178 - 183.).

Canakci A., Arslan F., Varol T. Effect of volume fraction and size of B4C particles on production and microstructure properties of B4C reinforced aluminium alloy composites // International Journal of Cast Metals Research. 2013. V. 29, Issue 8. Р. 954 - 960.

Ibrahim M. F., Ammar H. R., Samuel A. M. et al. Metallurgical parameters controlling matrix/B4C particulate interaction in aluminium - boron carbide metal matrix composites // International Journal of Cast Metals Research. 2013. V. 26, Issue 6. P. 364 - 373.

Ibrahim M. F., Ammar H. R., Samuel A. M. et al. Mechanical properties and fracture of Al - 15 vol.% B4C based metal matrix composites // International Journal of Cast Metals Research. 2014. V. 27, Issue 1. P. 7 - 14.

Bonnet G., Rohr V., Chen X.-G. et al. Use of Alcan's Al - B4C metal matrix composites as neutron absorber material in TN International's transportation and storage casks // Packaging, Transport, Storage & Security of Radioactive Material. 2009. V. 20, Issue 3. Р. 98 - 102.

Chen H. S., Wang W. X., Li Y. L. et al. The design, microstructure and tensile properties of B4C particulate reinforced 6061Al neutron absorber composites // J. of All. and Comp. 2015. V. 632. P. 23 - 29.

Pozdniakov A. V., Zolotorevskiy V. S., Barkov R. Yu. et al. Microstructure and material characterization of 6063/B4C and 1545K/B4C composites produced by two stir casting techniques for nuclear applications // Journal of Alloys and Compounds. 2016. V. 664. P. 317 - 320.

Pozdniakov A. V., Lotfy A., Qadir A., Zolotorevskiy V. S. et al. Effect of the B4C content on the structure and thermal expansion coefficient of the Al - 5 % Cu alloy-based metal- matrix composite material // The Physics of Metals and Metallography. 2016. V. 117, No. 8. P. 783 - 788.

Pozdniakov A. V., Lotfy A., Qadir A. et al. Development of Al - 5Cu/B4C composites with low coefficient of thermal expansion for automotive application // Materials Science and Engineering A. 2017. V. 688. P. 1 - 8.

ГОСТ 11068-2001. Алюминий первичный. М.: ИПК изд-во стандартов, 2002.

ГОСТ 804-93. Магний первичный в чушках. Технические условия. М.: Межгосударственный совет по стандартизации, сертификации и метрологии, 2004.

Lin Qiaoli, Shen Ping, Qiu Feng et al. Wetting of polycrystalline B4C by molten Al at 1173 - 1473 K // Scr. Mat. 2009. V. 60. P. 960 - 963.

Wu Haobo, Zengn Fanhao, Yuan Tiechui et al. Wettability of 2519Al on B4C at 1000 - 1250 °C and mechanical properties of infiltrated B4C - 2519Al composites // Cer. Intern. 2014. V. 40. P. 2073 - 2081.

Vinogradov A., Washikita A., Kitagawa K., Kopylov V. I. Fatigue life of fine-grain Al - Mg - Sc alloys produced by equal-channel angular pressing // Mater. Sci. Eng. A. 2003. V. 349. P. 318 - 326.

Mohamed E. A., Churyumov A. Yu. Study of the microstructure and properties of Al-based composites reinforced by SiC particles after squeeze casting // The Physics of Metals and Metallography. 2016. V. 117, No. 10. P. 1054 - 1060.

Shalaby E. A. M., Churyumov A. Yu., Solonin A. N. Preparation and characterization of hybrid A359/(SiC + Si3N4) composites synthesized by stir/squeeze casting techniques // Materials Science and Engineering. A 2016. V. 674. P. 18 - 24.

Zolotorevskiy V. S., Dobrojinskaja R. I., Cheverikin V. V. et al. Evolution of structure and mechanical properties of Al - 4.7 Mg - 0.32 Mn - 0.21 Sc - 0.09 Zr alloy sheets after accumulated deformation during rolling // The Physics of Metals and Metallography. 2016. V. 117, No. 11. P. 1163 - 1169.

Zolotorevskiy V. S., Dobrojinskaja R. I., Cheverikin V. V. et al. Strength and substructure of Al - 4.7 Mg - 0.32 Mn - 0.21 Sc - 0.09 Zr alloy sheets // The Physics of Metals and Metallography. 2017. V. 118, No. 4. P. 407 - 414.





© Издательский дом «Фолиум», 1993–2021