Синтез литых алюминидов железа из смеси Fe2O3+Al в режиме горения

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Представлены результаты получения литых алюминидов железа из высококалорийных смесей термитного типа при атмосферном давлении на воздухе. В ходе синтеза изучены закономерности горения, полнота выхода синтезированных алюминидов железа в слиток и относительная потеря массы реагирующих компонентов смеси и конечных продуктов при горении. Проведено исследование химического, фазового составов и микроструктур, определены значения микротвердостей трех синтезированных литых однофазных алюминидов железа: Fe3Al, Fe2Al5, FeAl.

Full Text

Restricted Access

About the authors

М. Ю. Ширяева

Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А.Г. Мержанова Российской академии наук

Author for correspondence.
Email: iunina705@gmail.com
Russian Federation, Черноголовка

С. Л. Силяков

Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А.Г. Мержанова Российской академии наук

Email: iunina705@gmail.com
Russian Federation, Черноголовка

А. Ф. Беликова

Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А.Г. Мержанова Российской академии наук

Email: iunina705@gmail.com
Russian Federation, Черноголовка

Н. Ю. Хоменко

Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А.Г. Мержанова Российской академии наук

Email: iunina705@gmail.com
Russian Federation, Черноголовка

О. Д. Боярченко

Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А.Г. Мержанова Российской академии наук

Email: iunina705@gmail.com
Russian Federation, Черноголовка

В. Н. Семёнова

Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А.Г. Мержанова Российской академии наук

Email: iunina705@gmail.com
Russian Federation, Черноголовка

В. И. Юхвид

Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А.Г. Мержанова Российской академии наук

Email: iunina705@gmail.com
Russian Federation, Черноголовка

References

  1. Judkins R.R., Rao U.S. Fossil Energy Applications of Intermetallic Alloys // Intermetallics. 2000. № 8. P. 1347–1354. https://doi.org/
  2. Ma J., Hao J., Q. Bi, Fu L. C., Yang J., Liu W. Tribological Properties of a Fe3Al Material in Sulfuric Acid Corrosive Environment // Wear. 2010. № 268. P. 264–268. https://doi.org/
  3. Stoloff N., Liu C., Deevi S. Emerging Applications of Intermetallics // Intermetallics. 2000. № 8. P. 1313–1320. https://doi.org/
  4. Martinez M., Viguier B., Maugis P., Lacaze J. Relation between Composition, Microstructure and Oxidation in Iron Aluminides// Intermetallics. 2006. V. 14. № 10–11. P. 1214–1220. https://doi.org/10.1016/j.intermet.2005.11.018.
  5. Дьячкова Л.Н., Витязь П.А., Ильющенко А.Ф., Воронецкая Л.Я., Лецко А.И., Парницкий Н.М. Влияние ультрадисперсной добавки алюминида железа на структуру и свойства порошковых материалов на основе железа и меди // ДНАН Беларуси. 2019. Т. 63. № 3. С. 360–369. https://doi.org/
  6. Комаров О.Н., Жилин С.Г., Предеин В.В., Попов А.В. Механизмы формирования железосодержащих интерметаллидов, получаемых алюмотермией, и влияние на их свойства методов специальной обработки // Металлург. 2020. № 8. С. 65–76. https://doi.org/10.1007/s11015-020-01058-w
  7. Cinca N., Lima C.R. C., Guilemany J.M. An Overview of Intermetallics Researchand Application: Status of Thermal Spray Coatings // J. Mater. Res. Technol. 2013. V. 2. № 1. P. 75–86. https://doi.org/
  8. Ловшенко Ф.Г., Федосенко А.С. Плазменные покрытия из механически синтезированных композиционных порошков на основе системы “железо-алюминий” // Литье и металлургия. 2020. № 3. С. 84–92. https://doi.org/
  9. Rawers J.C. Tensile Fracture Iron-Iron Aluminide Foil Composites // Scr. Metall. Mater. 1994. V. 30. № 6. P.701–706. https://doi.org/10.1016/0956-716X (94)90185-6
  10. Liu T., Leng Y., Li X. Preparation and Characteristics of Fe3Al Nanoparticles by Hydrogen Plasma-Metal Reaction // Solid State Commun. 2003. V. 125. № 7–8. P. 391–394. https://doi.org/
  11. Lawrynowicz D.E., Lavernia E.J. Spray Atomization and Deposition of Fiber Reinforced Intermetallic Matrix Composites // Scr. Metall. Mater. 1994. V. 31. № 9. P. 1277–1281.
  12. Pithawalla Y.B., El-Shall M.S., Deevi S.C. Synthesis and Characterization of Nanocrystalline Iron Aluminide Particles // Intermetallics. 2000. V. 8. № 9–11. P. 1225–1231. https://doi.org/
  13. Tomida S., Nakata K. Fe-Al Composite Layers on Aluminum Alloy Formed by Laser Surface Alloy Iron Powder // Surf. Coat. Technol. 2003. V. 174–175. № 1. P. 559–563. https://doi.org/
  14. Дресвянников А. Ф., Колпаков М. Е. Синтез интерметаллида Fe3Al // Вестн. Каз. ТУ. 2010. № 5. C. 7–10.
  15. Godlewska E., Szczepanik S., Mania R., Krawiarzand J., Kozinski S. FeAl Materials from Intermetallic Powders // Intermetallics. 2003. V. 11. № 4. P. 307–312. https://doi.org/10.1016/S0966-9795(02)00247-9
  16. Мягков В.Г., Жигалов В.С., Быкова Л.Е., Мальцев В.К. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез и твердофазные реакции в двухслойных тонких пленках // Журн. техн. физики. 1998. Т. 68. № 10. С. 58–62.
  17. Simonyan A.V., Ponomarev V.I., Yukhvid V.I. Processes of Combustion and Phase Formation in the Compositions of the Iron Group Metal Oxides and Aluminum // Int. J. Self-Propag. High-Temp. Synth. 1999. V. 8. № 1. P. 81–94.
  18. Процессы горения в химической технологии и металлургии/ Под ред. Мержанова А.Г. Черноголовка: Редакционно-издательский отдел ОИХФ АН СССР, 1975. 289 с.
  19. Силяков С.Л., Ширяева М.Ю., Беликова А.Ф., Хоменко Н.Ю., Игнатьева Т.И., Юхвид В.И. Автоволновой синтез литого алюминида железа Fe2Al5 из смеси термитного типа // Хим. физика. 2022. Т. 41. № 3. С. 81–84. https://doi.org/10.31857/S0207401X22030128
  20. Диаграммы состояния двойных и многокомпонентных систем на основе железа/ Под ред. Банных О.А. и Дрица М.Е. Справочник. М.: Металлургия, 1986. 439 с.
  21. Ковтунов А.И., Хохлов Ю.Ю., Мямин С.В. Новые конструкционные материалы: лабораторный практикум. Тольятти: Изд-во ТГУ, 2016. 43 с.
  22. Иванько А.А. Твердость. Справочник. Киев: Наук. думка, 1968. С. 126.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Disassembled graphite mould (1) with technological holes (2)

Download (60KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Effect of relative aluminium fraction (α) in Fe2O3+α-Al mixture on combustion rate (u), relative mass loss (η1), relative yield of metallic phase in ingot (η2) during combustion and estimated yield of iron aluminides (η2 calc)

Download (68KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Effect of relative mass fraction of aluminium (α) in Fe2O3+Al mixture on aluminium content in cast iron aluminide ingot

Download (48KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. X-ray diagram of the synthesised cast iron aluminide Fe3Al (α = 0.3)

Download (75KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. X-ray diagram of the synthesised cast iron aluminide Fe2Al5 (α = 0.54)

Download (88KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. X-ray diagram of the synthesised cast iron aluminide FeAl (α = 0.4)

Download (87KB)
Indexing metadata
8. Fig. 7. Microstructure of iron aluminide Fe3Al slip (α = 0.3)

Download (185KB)
Indexing metadata
9. Fig. 8. Microphotographs of synthesised cast iron aluminides Fe3Al (α = 0.3), FeAl (α = 0.4)

Download (226KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences