Еволюція мікроструктури та фазового складу порошкового сплаву Al–15 Fe під час його компактування

Анотація

Досліджено еволюцію мікроструктури та фазового складу порошкового сплаву Al–15% (мас.) Fe під час його отримання методами пресування з наступним спіканням. Показано, що структура вихідних порошків, отриманих механічним диспергуванням розплаву сплаву, є багатофазною і складається з матриці на основі твердого розчину α-Al та інтерметалідів Al₆Fe у Al₁₃Fe₄. Присутність метастабільної фази Al₆Fe зумовлена високими швидкостями охолодження під час отримання порошків механічним диспергуванням. Під час спікання пресовок із порошків сплаву спостерігається від'ємна усадка, яка збільшується з підвищенням температури, часу спікання та тиску пресування вихідних зразків. Однією з причин цього явища може бути трансформація метастабільної фази Al₆Fe у Al₁₃Fe₄, яка має більший питомий об'єм. Встановлено, що в умовах твердофазного спікання при температурах 500–600 °С структура пресованих зразків залишається дрібнозернистою та включає як метастабільну фазу Al₆Fe, так і стабільну Al₁₃Fe₄, що створює передумови для досягнення високих механічних властивостей завдяки ефекту дисперсного зміцнення. Водночас спікання при 800 °С, що супроводжується утворенням рідкої фази, призводить до перекристалізації та формування переважно крупних кристалів фази Al₁₃Fe₄. Така еволюція мікроструктури знижує ефективність зміцнення, пов'язану з дисперсними інтерметалідними фазами. Показано, що температура 600 °С є оптимальною для метастабільної фази Al₆Fe в структурі сплаву, що дозволяє уникнути її трансформації та забезпечити контрольований рівень усадки під час компактування. Результати дослідження можуть бути корисними при оптимізації технології виготовлення деталей на основі системи Al–Fe з покращеними механічними характеристиками.