Особенности вязкости и релаксационные процессы расплавов Al-Ni, Al-Y и Al-(Ni/Co)-РЗМ

• Автор: Меньшикова, Светлана Геннадьевна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Ижевск
• Количество страниц: 123 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Микронеоднородное строение металлических расплавов

1.2. Термические структурные превращения и релаксационные явления в металлических расплавах

1.3. Классификация бинарных расплавов. Природа жидких эвтектик

1.4. Структура и свойства расплавов на основе алюминия

1.5. Влияние состояния расплава и скорости охлаждения на формирование структуры и свойств сплавов

ВЫВОДЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

ГЛАВА 2. МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЙ И ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКПЕРИМЕНТА. ПОЛУЧЕНИЕ И АТТЕСТАЦИЯ ОБРАЗЦОВ

2.1. Методика исследования вязкости металлических расплавов

2.1.1. Экспериментальная установка и методика измерений
2.1.2. Обработка экспериментальных данных
2.2. Метод дифференциального термического анализа
2.3. Метод рентгенофазового анализа
2.4. Метод металлографического анализа
2.5. Получение и аттестация образцов
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ
ГЛАВА 3. ВЯЗКОСТЬ И ПРОЦЕССЫ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ РАСПЛАВОВ
А1-1Ч1 (до 10 ат.% №)
3.1. Вязкость жидкого алюминия
3.2. Температурные, временные и концентрационная зависимости вязкости расплавов А1-М
3.3. Процессы кристаллизации расплавов А1-№
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ
ГЛАВА 4. ВЯЗКОСТЬ И ПРОЦЕССЫ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ РАСПЛАВОВ
А1-У (до 10 ат.% У)
4.1. Температурные и временные зависимости вязкости расплавов АТУ
4.2. Влияние температуры и времени выдержки расплавов АТУ на процессы их
кристаллизации
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ

ГЛАВА 5. ВЯЗКОСТЬ И ПРОЦЕССЫ РЕЛАКСАЦИИ АМОРФИЗУЮЩИХСЯ РАСПЛАВОВ АЫЧЬРЗМ
5.1. Температурные зависимости вязкости расплавов А1-№-РЗМ
5.2. Временная релаксация расплавов системы А1-№-РЗМ
5.3. Кристаллизация расплавов АЬбГ^Ьаб, А^ГЛвУб
5.4. Механизм релаксационных процессов в неравновесных расплавах
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ РАБОТЫ
ЦИТИРУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
АКТУАЛЬНОСТЬ
Современные требования к материалам нового поколения, используемым в конструкциях воздушного транспорта и наземных конструкциях, предполагают создание легких и прочных сплавов, способных выдерживать длительные высокотемпературные воздействия. Перспективными являются аморфные сплавы на основе алюминия (80-90 ат.% А1) с добавками переходных (ПМ) и редкоземельных (РЗМ) металлов, имеющие высокую прочность в сочетании с хорошей пластичностью и высокой коррозионной стойкостью.
Настоящая работа направлена на исследование структурных превращений и релаксационных процессов в расплавах системы А1-ПМ-РЗМ. В основе подходов лежит положение о возможности улучшения структуры и свойств сплавов путем оптимизации условий термообработки расплава, учитывающих два сравнительно новых явления, наблюдаемых в металлических жидкостях - структурные превращения и осциллирующие релаксационные процессы в неравновесном состоянии. В связи со сложностью и неоднозначностью в интерпретации экспериментальных данных прямых дифракционных методов, при исследовании структурного состояния металлических расплавов часто используются их структурно-чувствительные свойства (вязкость, плотность, магнитная восприимчивость) [1]. На температурных и временных зависимостях этих свойств структурные превращения и релаксационные процессы, происходящие в расплаве, проявляются в виде особенностей (изломов, перегибов, скачков) [2].
В данной работе при изучении особенностей структурного состояния жидких сплавов использована кинематическая вязкость, как наиболее структурно-чувствительное свойство расплава. В качестве объектов исследования выбраны бинарные системы А1-№ и А1-У, а также аморфизующиеся многокомпонентные сплавы А1-(№/Со)-РЗМ в области богатой алюминием.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ: исследование температурно-временного поведения вязкости
расплавов А1-№, А1-У, многокомпонентных А1-(№/Со)-РЗМ с содержанием алюминия более 90 ат.% и выяснение природы и механизма релаксационных процессов в многокомпонентных расплавах системы А1-ПМ-РЗМ.
В работе решались следующие ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ:
1. Исследование температурных, временных и концентрационной зависимостей вязкости расплавов А1-№ с содержанием никеля до 10 ат.%.

1. При 850°С (нагрев) отмечены микрогруппировки А1, а-А1цСез (низкотемпературная орторомбическая), и АІзК'іі (или АІ3М);
2. В интервале (1050°С-950°С) в результате перераспределения атомов А1 и Се образуется (3-А1цСез;
3. При 850°С отмечены: А1, а-А1цСез, {3-АІцСез (высокотемпературная тетрагональная) и А1з№г (или А1з№).
В работе [135] показана высокая степень микрогетерогенности нанокластерного строения расплава и изменение этого строения при изменении температуры.
На сегодняшний день имеется немного опубликованных результатов по исследованию структурно-чувствительных свойств жидких многокомпонентных сплавов системы А1-ПМ-РЗМ.
В работе [136] отмечено немонотонное поведение температурных зависимостей вязкости и поверхностного натяжения сплавов АІ9іЬа5(Се)5Мі4 (рис.1.7). Авторы [136] объясняют несовпадение политерм в режиме нагрева и последующего охлаждения с тем, что «после плавления первоначально гетерогенного слитка дисперсные частицы с составом, близким к АЦЬа или АЦСе, которые унаследованы от него, сохраняются длительное время
Рис. 1.7. Температурные зависимости кинематической вязкости и поверхностного натяжения сплава А^ЬазТ^ при нагреве (темные кружки) и последующем охлаждении (светлые) [136].
при небольших перегревах и необратимо разрушаются только после перегрева системы до 1150... 1220 К» [33].
В работе [137] исследована вязкость жидких сплавов АЦ-хМроЬа,, (х=0, 1, 2, 5, 7 и 10 ат.%) в интервале от ликвидуса до 1400 К и показано, что политермы вязкости всех исследованных составов в режиме нагрева хорошо описываются соотношением Аррениуса.