Труды КНЦ вып.4(ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ) вып. 3/2020(11)

DOI: 10.37614/2307-5252.2020.3.4.034 УДК 539.213.2:548.5:538.9:539.378.3:539.4.015.1 СТРУКТУРА И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КОМПОЗИТНЫХ АМОРФНО-КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ, СИНТЕЗИРОВАННЫХ КРУЧЕНИЕМ ПОД ВЫСОКИМ ДАВЛЕНИЕМ Е. А. Свиридова 1 , В. В. Бурховецкий 1 , Т. В. Цветков 1 , В. И. Парфений 1,2 , В. М. Ткаченко 1 , С. В. Васильев 1,2 , В. И. Ткач 1 1 Государственное учреждение «Донецкий физико-технический институт им. А. А. Галкина», Донецк, Украина 2 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Донбасская национальная академия строительства и архитектуры», Макеевка, Украина Аннотация Приведены результаты структурных исследований и измерения твердости двух- и трехслойных образцов, полученных консолидацией методом кручения под высоким давлением быстроохлажденных лент сплавов на основе Al с аморфной и кристаллической структурами. Установлено, что деформация аморфных лент приводит к формированию нанокомпозитных структур, а кристаллических — к измельчению зеренной структуры и увеличению уровня микронапряжений. Установлено, что твердость консолидированных образцов возрастает с увеличением степени деформации и достигает 4,7 ГПа. Ключевые слова: быстроохлажденные ленты, аморфная и кристаллическая структуры, кручение под высоким давлением, консолидация, нанофазный композит, микротвердость. STRUCTURE AND MECHANICAL PROPERTIES OF COMPOSITE AMORPHOUS-CRYSTALLINE Al-BASED MATERIALS SYNTHESIZED BY HIGH PRESSURE TORSION K. A. Svyrydova 1 , V. V. Burkovetskii 1 , T. V. Tsvetkov 1 , V. I. Parfeniy 1,2 , V. M. Tkachenko 1 , S. V. Vasiliev 1,2 , V. I. Tkatch 1 1 Galkin Donetsk Institute for Physics & Engineering, Donetsk, Ukraine 2 Donbas National Academy of Engineering and Architecture, Makeyevka, Ukraine Abstract The results of the structural studies and hardness measurements of bi- and three-layer samples obtained by high pressure torsion of melt-spun ribbons of Al-based alloys with amorphous and crystalline structures have been presented. It has been established that straining of amorphous ribbons results in formation of nanocomposite structure while that refinement of crystalline structure and increase of microstrains takes place in crystalline ribbon. It has been found that the hardness of the consolidated samples increases with the increase of the deformation level up to 4,7 GPa. Keywords : rapidly quenched ribbons, amorphous and crystalline structures, high pressure torsion, consolidation, nanophase composite, microhardness. Создание металлических сплавов с высокими уровнями физических свойств относится к одному из приоритетных направлений исследований современной физики твердого тела и физического материаловедения. Важную роль в этих исследованиях занимают разработки процессов, позволяющих значительно изменять структурное состояние сплавов и, следовательно, их физические свойства, например, интенсивная пластическая деформация (ИПД). Первоначально методы ИПД, рассмотренные в [1, 2], разрабатывались для модификации структуры кристаллических сплавов и обусловленного этими изменениями повышения уровня механических свойств. Однако последующие исследования показали, что методы ИПД могут быть использованы для консолидации дисперсных (порошковых) материалов [3], что представляет особый интерес для решения проблемы получения объемных изделий из дисперсных материалов с метастабильными структурами. Еще одной группой методов воздействия на структуру и свойства сплавов являются различные методы закалки (в том числе из расплава), позволяющие получить широкий спектр неравновесных состояний, включая аморфное [4]. Экспериментально установлено, что аморфные металлические сплавы обладают уникальными комплексами физических свойств, практическая реализация которых обусловила создание промышленной базы для производства металлических стекол [5]. Более того, было установлено, что частичная кристаллизация некоторых стекол приводит к дополнительному повышению уровня их магнитных и прочностных свойств [6, 7]. 156