ارزیابی ریزساختاری آلیاژ Ni-Nb-Si در حین فرایند آلیاژسازی مکانیکی

نویسندگان

1 1. بخش مهندسی مواد، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه باهنر کرمان

2 2. دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی اصفهان

چکیده

در این پژوهش از فرایند آلیاژسازی مکانیکی برای تولید آلیاژ آمورف در سیستم Ni-Nb-Si استفاده شد. آزمون‌های پراش پرتو ایکس و تصاویر میکروسکوپی الکترونی عبوری با قدرت تفکیک بالا، تشکیل فاز آمورف را پس از 12 ساعت فرایند آلیاژسازی مکانیکی تأیید کرد. نتایج حاصل از تصاویر میکروسکوپی الکترونی روبشی از مورفولوژی ذرات در حین فرایند آلیاژسازی مکانیکی نشان داد که با افزایش زمان آسیاکاری، اندازه ذرات پودر کمتر و شکل آنها یکنواخت‌تر می‌شوند. افزایش نرخ کارسختی باعث ایجاد تردی، افزایش نرخ شکست و به‌دنبال آن کاهش اندازه ذرات پودر (2±3) میکرومتر شد. پس از دو ساعت آلیاژسازی مکانیکی ساختار لایه‌ای حاصل از قرار گرفتن لایه‌های متناوب از عناصر اولیه مختلف مشاهده شد. تصاویر میکروسکوپی الکترونی روبشی از سطح مقطع پودر نشان داد، افزایش زمان آسیاکاری سبب کاهش فواصل بین لایه‌ها و توزیع یکنواخت‌تر عناصر و درنهایت ایجاد ساختار یکنواختی از فاز آمورف کامل می‌شود.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Evaluation of the Microstructure of Ni-Nb-Si Alloy During Mechanical Alloying

نویسندگان [English]

  • Gh. Akbari 1
  • M. H. Enayati 2
  • H. Minouei 1
1 1. Department of Metallurgy and Materials Science, Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran.
2 2. Department of Material Engineering, Isfahan University of Technology, Isfahan, Iran.
چکیده [English]

In the present study, the mechanical alloying process was used to produce the Ni-Nb-Si amorphous alloy. X-ray diffraction (XRD)analysis and high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM) were used to approve the amorphous phase formation after 12 hours of mechanical alloying. The results obtained from the SEM morphological images of powder particles during mechanical alloying showed that increasing the milling time caused the reduction  of the powder particles size and uniformity in the shape of the particles. Enhancing the embrittlement and fracturing rate caused brittleness and the  increase in the  failure rate; these were followed by a decrease in the powder particle size to 1-5μm. Cold welding and flattening of the pure elemental powders after mechanical alloying for 2 hours formed a lamellar structure of the alternative layers of different elements lying over each other. SEM image of cross-section of powder particles showed that by increasing the milling time, the interlamellar spacing was decreased, the elements were distributed more uniformly, and finally, a uniform structure of theamorphous phase was completed.

کلیدواژه‌ها [English]

  • mechanical alloying
  • Amorphous Alloy
  • Nickel-Based Alloy

مراجع

3. Guo, S. F., Pan, F. S., Zhang, H. J., Zhang, D. F., Wang, J. F., Miao, J., Su, C., and Zhang, C., “Fe-based Amorphous Coating for Corrosion Protection of Magnesium Alloy”, Materials and Design, Vol. 108, pp. 624-631, 2016.
4. Sharma, S., and Suryanarayana, C., “Effect of Nb on the Glass-Forming Ability of Mechanically Alloyed Fe–Ni–Zr–B Alloys”, Scripta Materialia, Vol. 58, pp. 508-511, 2008.
5. Enayati, M. H., Schumacher, P., and Cantor, B., “Amorphization of Ni60Nb20Zr20 by Mechanical Alloying”, Materials Science and Engineering A, Vol. 375-377, pp. 812-814, 2004.
6. Déo, L. P., and de Oliveira, M. F., “Accuracy of a Selection Criterion for Glass Forming Ability in the Ni-Nb-Zr System”, Journal of Alloys and Compounds, Vol. 615, pp. S23-S28, 2014.
7. Enayati, M. H., and Mohamed, F. A., “Application of Mechanical Alloying/Milling for Synthesis of Nanocrystalline and Amorphous Materials”, International Materials Reviews, Vol. 59, pp. 394-416, 2014.
8. Suryanarayana, C., “Mechanical Alloying and Milling”, Progress in Materials Science, Vol. 46, pp. 1-184, 2001.
10. Inoue, A., “Stabilization of Metallic Supercooled Liquid and Bulk Amorphous Alloys”, Acta Materialia, Vol. 48, pp. 279-306, 2000.
11. Minouei, H., Akbari, G. H., Enayati, M. H., and Hong, S. I., “Amorphization and Nanocrystallization of Ni-Nb-Si Alloys”, Materials Science and Engineering A, Vol. 682, pp. 396-401, 2017.
12. Schumacher, P., Enayati, M. H., and Cantor, B., “Amorphization Kinetics of Ni60Nb40 During Mechanical Alloying”, Materials Science Forum, Vol. 312-314, pp. 351-356, 1999.
13. Enayati, M. H., “Crystallization Behavior of Ni-Nb Amorphous Alloys”, Scientia Iranica, Vol. 9, pp.157-161, 2002.
14. Shimada, T., Louzguine, D. V., Saida, J., and Inoue, A., “Thermal Stability and Devitrification Behavior of Ternary Ni-Nb-Ti and Quaternary Glassy Alloys Containing Noble Metals”, Materials Transactions, Vol. 46, pp. 675-680, 2005.
15. Choi-Yim, H., Xu, D., Lind, M. L., Loffler, J. F., and Johnson, W. L., “Structure and Mechanical Properties of Bulk Glass-Forming Ni-Nb-Sn Alloys”, Scripta Materialia, Vol. 54, pp. 187-190, 2006.
16. Lee, M., Bae, D., Kim, W., and Kim, D., “Ni-Based Refractory Bulk Amorphous Alloys with High Thermal Stability”, Materials Transactions, Vol. 44, pp. 2084-2087, 2003.
17. Korznikova, G., Czeppe, T., and Korznikov, A., “Structure and Properties of Ni-Based Amorphous Ribbons Consolidated by High Pressure Torsion”, Reviews on Advanced Materials Science, Vol. 25, pp. 67-73, 2010.
مواد پیشرفته در مهندسی
دوره 37، شماره 1
خرداد 1397
صفحه 1-9

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار

تحت نظارت وف ایرانی