Труды КНЦ вып.5 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ вып. 5/2015(31))

никеля, алюминия и редкоземельных элементов. В конечном сплаве содержание редкоземельных металлов составило 15 мас. %. Изучено с использованием рентгеновских методов изменение микронапряжений в механически легированном сплаве в ходе отжига при различных температурах. Процесс отжига приводит кснятию напряжений в кристаллитах механически легированного материала, что подтверждено экспериментальными результатами. Ключевые слова: механическое легирование, отжиг, микронапряжение. THERMAL TREATMENT OF MECHANICALLY ALLOYING Al-15 wt. % (Ni-Ln) ALLOY I.I. Tipikina1, Yu.V. Kuzmich2, S.A. Kotov1, S.V. Ganin1 1Peter the Great Saint-Petersburg Polytechnic University 21.V. Tananaev Institute o f Chemistry and Technology o f Rare Elements and Mineral Raw Materials o f the Kola Science Centre o f the RAS Abstract We've investigated transformations of phases into mechanically alloyed composite alloy on the basis of aluminium at its thermic processing. As the alloying we used additive of alloy, containing intermetallic compounds of nickel, aluminium and rare-earth elements. In the final alloy rare-earth metals were 15 wt. %. The change of microstress in mechanically alloyed alloy during of annealing was studied with use of X-ray methods at various temperatures. Process of annealing leads to decrease of microstress in the crystallites of mechanically alloyed material, that was confirmed by experimental results. Keywords: mechanical alloying, annealing, microstress. Введение Механическое легирование, по определению Дж.С. Бенджамина [1], происходит в результате многократно повторяющихся актов дробления и последующей холодной сварки возникающих ювенильных поверхностей. Условия, необходимые для взаимодействия частиц, создаются в малом ограниченном объеме зоны соударения рабочих тел, заполняющих высокоэнергетическую мельницу [2]. При этом возникают различного рода дефекты, приводящие в свою очередь к значительному росту внутренних напряжений за счет существенного увеличения свободной энергии [3]. Ранее нами опубликованы результаты экспериментов по механическому легированию алюминия лигатурой, содержащей редкоземельные металлы, концентрация легирующей добавки составляла 5 и 10 мас. % [4]. Представлены результаты экспериментов по изучению изменения микронапряжений в механически легированном сплаве при термической обработке. Содержание редкоземельных металлов в конечном сплаве увеличенно (до 15 мас. %). В данной работе, как и в предыдущем исследовании [4], была использована никель-алюминиевая лигатура, содержащая сумму редкоземельных металлов. Композиционный материал на основе алюминия, легированный редкоземельной никель-алюминиевой лигатурой, вполне может рассматриваться как модельный материал при изучении технологических и механических характеристик материала. Материалы и эксперимент Для экспериментов по механическому легированию были использованы: порошок алюминия марки ПА-4 (ГОСТ 6058-73) со средним размером частиц около 40 мкм; никель-алюминиевая лигатура состава (мас. %): Al - 32.4; Ni - 31; Е редкоземельных металлов - 31, в том числе: Ce - 18.1, Ln - 7.7, Nd - 4.7, Sm - 0.4 и сумма остальных РЗМ менее 0.2; Са - 4.6; остальное - примеси. В качестве агента, контролирующего процесс легирования применяли олеиновую кислоту (ТУ 6-09-5290-88). Механическое легирование проводили в шаровой мельнице с горизонтальной осью вращения, режим работы которой характеризовался предкритическими параметрами. Рабочий барабан мельницы выполнен из нержавеющей стали, внутренний диаметр - 200 мм, длина - 300 мм. Загрузка шаров диаметром 5 мм составляла 16 кг. Соотношение массы шаров и загружаемой смеси составляло 2 0 : 1 . Процесс механического легирования проводили в среде аргона, заполнение аргоном внутреннего пространства мелющего барабана осуществляли после герметизации барабана через специальное устройство, обеспечивающее полное вытеснение воздуха из объема барабана. Выгрузку готового механически легированного материала проводили в перчаточном боксе в аргоновой атмосфере. Все процедуры по выгрузке готового продукта проводили в аргоновой среде по причине высокой пирофорности получаемого легированного материала. Для проведения экспериментов по изучению микронапряжений в конечном продукте были взяты образцы порошкового механически легированного в течение 100 ч материала. Компактирование образцов проводили холодным прессованием порошкового материала давлением 600-700 МПа. После прессования образцы подвергались отжигу в лабораторной печи в атмосфере аргона при температурах 300, 400 и 5000С. После отжига образцы охлаждались на воздухе. 487