Везде

RAS Chemistry & Material ScienceМеталлы Russian Metallurgy

  • ISSN (Print) 0869-5733
  • ISSN (Online) 3034-5391

THE STRUCTURE OF THE AlCu ALLOY AFTER CRYSTALLIZATION FROM THE LIQUID PHASE AT EXTREME PRESSURES

You can
PII
S30345391S0869573325051725-1
DOI
10.7868/S3034539125051725
Publication type
Article
Status
Published
Authors
A.S. Zhukova
  • Affiliation: Udmurt Federal Research Center Ural Branch of the Russian Academy of Sciences
S.G. Menshikova
  • Affiliation: Udmurt Federal Research Center Ural Branch of the Russian Academy of Sciences
Volume/ Edition
Volume / Issue number 5
Pages
17-25
Abstract
A comparative study of AlCu binary alloy samples obtained from the liquid phase at normal and high pressures of 3–5, 7, 8, and 10 GPa was performed using metallographic and X-ray diffraction analyses using electron microscopy. The melt temperature before quenching is 1100 and 1300 °C, the cooling rate is ~1000 °C/s. Two phases were revealed in the structure of all the obtained samples: α-Al (cubic, cF4/1) and AlCu (tetra, tI12/2). When solidified under a pressure of 3–4 GPa, the structure is crushed, compared with the original ingot obtained at normal pressure, the morphology of the structural components of the alloy changes. Changing the pressure from 5 to 8 GPa leads to additional refinement of the alloy microstructure. Crystallization occurs with the formation of solid solutions with a high copper content in aluminum. A pressure of 10 GPa promotes the formation of quasi-entectic in the alloy. The selected thermobaric action modes lead to an increase in the hardness of the samples, which is due to the refinement of the microstructure and the formation of solid solutions in the alloy.
Keywords
экстремальные воздействия микроструктура твердость алюминиево-медный сплав высокое давление электронная микроскопия расплав
Date of publication
08.12.2025
Year of publication
2025
Number of purchasers
0
Views
16

References

  1. 1. Антипов, В.В. Стратегия развития титановых, магниевых, бериллиевых и алюминиевых сплавов / В.В. Антипов // Авиац. матер. и технол. 2012. №S. @@Antipov, V.V. Development strategy of titanium, magnesium, beryllium and aluminum alloys / V.V. Antipov // Aviation materials and technologies. 2012. №S. Р.157–167.
  2. 2. Телешов, В.В. Развитие конструкционных деформируемых алюминиевых сплавов системы Al-Cu и Al-Cu-Mg для длительной работы при повышенных температурах / В.В. Телешов // Технология легких сплавов. 2009. №4. @@Teleshov, V.V. Development of structural deformable aluminum alloys of the Al-Cu and Al-Cu-Mg systems for long-term operation at elevated temperatures / V.V. Teleshov // Technology of light alloys. 2009. №4. Р.6–31.
  3. 3. Чирков, Е.В. Темп разупрочнения при нагревах – критерий оценки жаропрочности конструкционных сплавов системы Al-Cu-Mg и Al-Cu / Е.В. Чирков // Авиац. матер. и технол. 2013. №2. @@Chirkov, E.V. The rate of softening under heating is a criterion for assessing the heat resistance of structural alloys of the Al-Cu-Mg and Al-Cu systems / E.V. Chirkov // Aviation Mater. Technologies. 2013. №2. Р.11–19.
  4. 4. Лякишев, Н.П. Диаграммы состояния двойных металлических систем / Н.П. Лякишев – М. : Машиностроение, 1996. Т.1. 991 @@Lyakishev, N.P. Diagrams of the state of doublemetal systems / N.P. Lyakishev – M. : Mashinostroenie, 1996. V.1. 991 p.
  5. 5. Остерманн, Ф. Технология применения алюминия / Ф. Остерманн. – М. : НП АПРАЛ, 2019. 842 @@Ostermann, F. Technology of aluminum application / F. Ostermann – M. : NP APRAL, 2019. 842 p.
  6. 6. Афанасьев, В.К. Тепловое расширение сплавов Al-Cu после обработки расплава и термообработки / В.К. Афанасьев, М.А. Малюх, М.В. Попова, В.А. Лейс, С.В. Долгова // Обработка металлов : технология, оборудование, инструменты. 2016. №2. @@Afanasyev, V.K. Thermal expansion of Al-Cu alloys after melt treatment and heat treatment / V.K. Afanasyev, M.A. Malyukh, M.V. Popova, V.A. Leys, S.V. Dolgova // Metalworking : technology, equipment, tools. 2016. №2. Р.87–94.
  7. 7. Кидяров, Б.И. Механизм нано-стадии образования кристаллов из жидкой фазы / Б.И. Кидяров // Межвуз. сб. науч. тр. 2014. №6. @@Kidyarov, B.I. The mechanism of the nano-stage of crystal formation from the liquid phase / B.I. Kidyarov // Interuniversity collection of scientific papers. 2014. №6. P.155–161.
  8. 8. Бродова, И.Г. Расплавы как основа формирования структуры и свойств алюминиевых сплавов / И.Г. Бродова, П.С. Попель, Н.М. Барбин, Н.А. Ватолин. – Екатеринбург : УрО РАН, 2005. 369 @@Brodova, I.G. Melts as the basis for the formation of the structure and properties of aluminum alloys / I.G. Brodova, P.S. Popel, N.M. Barbin, N.A. Vatolin. – Yekaterinburg : Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, 2005. 369 p.
  9. 9. Баум, Б.А. Жидкая сталь / Б.А. Баум, Г.А. Хасин, Г.В. Тягунов. – М. : Металлургия, 1984. 206 @@Baum, B.A. Liquid steel / B.A. Baum, G.A. Khasin, G.V. Tyagunov. – M. : Metallurgiya, 1984. 206 p.
  10. 10. Manov, V. Effect of melt temperature on the electrical resistivity and crystallization temperature of Al91La5Ni4 and Al91La5Ni4 amorphous alloys / V. Manov, А. Rubstein, A. Voronel, P. Popel, A. Vereshagin // Mater. Sci. Eng. : A. 1994. V.179–180. P.91–96.
  11. 11. Inoue, I. Amorphous, nanoquasicrystalline and nanocrystalline alloys in Al-based / I. Inoue // Progr. Mater. Sci. 1998. V.43. P.365–520.
  12. 12. Menshikova, S.G. Influence of high pressures on the formation of new phase in the Al86Ni2Co6Gd6 alloy / S.G. Menshikova, V.V. Brazhkin // Physics of the Solid State. 2022. V.64. Is.2. P.197–203.
  13. 13. Байкин, Д.Н. Влияние вибрации на затвердевающий расплав в литейной форме / Д.Н. Байкин. – Пенза : Пенз. гос. ун-т, 2019. 51 @@Baykin, D.N. The effect of vibration on a solidifying melt in a casting mold / D.N. Baykin. – Penza : Penza State University, 2019. 51 р.
  14. 14. Макаров, А.С. Стеклообразующая способность расплавов / А.С. Макаров, Е.О. Манакова, Р.А. Кончаков, Г.В. Афонин, В.А. Хоник. – Воронеж : Воронеж. гос. педагог. ун-т, 2021. 40 @@Makarov, A.S. Glass-forming ability of melts / A.S. Makarov, E.O. Manakova, R.A. Konchakov, G.V. Afonin, V.A. Khonik. – Voronezh : Voronezh State Pedagogical University, 2021. 40 p.
  15. 15. Файзибаев, Ш.С. Термическая обработка и исследование характеристик материалов системы Al-B-N для создания композиционных материалов / Ш.С. Файзибаев, О.В. Игнотенко, Т.Т. Уразбаев, Ш.И. Мамаев, Ж.Х. Нафасов // Universum : техничекие науки. 2023. №11. @@Fayzibaev, Sh.S. Heat treatment and investigation of the characteristics of materials of the Al-B-N system for creating composite materials / Sh.S. Fayzibaev, O.V. Ignotenko, T.T. Urazbaev, Sh.I. Mamaev, Zh.Kh. Nafasov // Universum: technical sciences. 2023. Is.11. P.30–34.
  16. 16. Меньшикова, С.Г. Исследование влияния высоких давлений на затвердевание жидкого сплава Al86Ni6Co4Gd2Tb2 / С.Г. Меньшикова, В.В. Бражкин, А.С. Данилова // Химическая физика и мезоскопия. 2021. Т.23. №4. @@Menshikova, S.G. Investigation of the effect of high pressures on the solidification of a liquid alloy Al86Ni6Co4Gd2Tb2 / S.G. Menshikova, V.V. Brazhkin, A.S. Danilova // Chemical physics and mesoscopy. 2021. V.23. Is.4. Р.478–485.
  17. 17. Аптекарь, И.Л. Анализ возможных типов диаграмм состояния двухкомпонентных систем и эволюция под давлением / И.Л. Аптекарь, Л.Г. Исаева // Физика и техника высоких давлений. 1983. №12. @@Aptekar, I.L. Analysis of possible types of diagrams of the state of two-component systems and evolution under pressure / I.L. Aptekar, L.G. Isaeva // Physics and technology of high pressures. 1983. Is.12. Р.31–53.
  18. 18. Голубев, С.В. Состояние РЗМ в расплавах с алюминием / С.В. Голубев, В.И. Кононенко // Расплавы. 1988. Т.2. №5. @@Golubev, S.V. The state of REM in melts with aluminum / S.V. Golubev, V.I. Kononenko // Melts. 1988. V.2. Is.5. Р.35–40.
  19. 19. Чугунов, Д.Б. Особенности формирования квазикристаллической фазы в литых сплавах системы Al-Cu-Fe / Д.Б. Чугунов, А.К. Осипов, К.Б. Калмыков, Л.Л. Мешков // Вестн. Моск. ун-та. Сер.2. Химия. 2015. Т.566. №2. @@Chugunov, D.B. Features of the formation of a quasi-crystalline phase in cast alloys of the Al-Cu-Fe system / D.B. Chugunov, A.K. Osipov, K.B. Kalmykov, L.L. Meshkov // Bull. Moscow University. Ser.2. Chemistry. 2015. V.566. Is.2. Р.98–105.
  20. 20. Khvostantsev, L.G. Toroid tipe high-pressure device : history and prospects / L.G. Khvostantsev, V.N. Slesarev, V.V. Brazhkin // High Pressure Research. 2004. V.24. №3. Р.371–383.
  21. 21. ГОСТ 2999–1975. Металлы и сплавы. Методы измерения твердости по Виккерсу. – М. : Изд-во стандартов, 1987. 30 @@GOST 2999–75. Metals and alloys. Vickers hardness measurement methods. – M. : Publishing House of Standards, 1987. 30 p.
  22. 22. Таран, Ю.Н. Структура эвтектических сплавов / Ю.Н. Таран, В.Н. Мазур. – М. : Металлургия, 1978. 312 @@Taran, U.N. Structure of eutectic alloys / U.N. Taran, V.N. Mazur. – M. : Metallurgy, 1978. 312 p.
  23. 23. Ефимов, В.А. Моделирование процессов формирования кристаллической структуры литья под давлением / В.А. Ефимов, А.С. Эльдарханов, А.С. Нурадинов // Сталь. 2003. №6. @@Efimov, V.A. Modeling of the processes of forming the crystal structure of injection molding / V.A. Efimov, A.S. Eldarkhanov, A.S. Nuradinov // Steel. 2003. Is.6. P.39–41.
  24. 24. Липчин, Т.Н. Структура и свойства цветных сплавов, затвердевание под давлением / Т.Н. Липчин. – М. : Металлургия, 1994. 128 @@Lipchin, T.N. Structure and properties of non-ferrous alloys, hardening under pressure / T.N. Lipchin. – M. : Metallurgy, 1994. 128 р.
QR
Translate

Индексирование

Scopus

Scopus

Scopus

Crossref

Scopus

Higher Attestation Commission

At the Ministry of Education and Science of the Russian Federation

Scopus

Scientific Electronic Library