Structure and properties of rapidly solidifing foils Sn – 14 at.% In – 6.5 at.% Zn

Abstract

СТРУКТУРА И СВОЙСТВА БЫСТРОЗАТВЕРДЕВАЮЩЕЙ ФОЛЬГИ СПЛАВА Sn-14 ат.% In-6,5 ат.% Zn Аннотация. Представлены результаты исследований влияния сверхвысоких скоростей охлаждения расплава, равных 10 5 K/с, на фазовый состав, микроструктуру, зеренную структуру и механические свойства сплава Sn-14 ат.% In-6,5 ат.% Zn. Для изготовления образцов использовался метод сверхбыстрой закалки из расплава. Капля расплава инжектировалась на внутреннюю поверхность быстровращающегося медного цилиндра и затвердевала в виде фольги, толщиной 30-90 мкм. Исследования фазового состава, проведенные методом рентгеноструктурного анализа, позволили установить, что фольга состоит из твердого раствора цинка в γ-фазе (Sn 4 In) и цинка. Наблюдения за микроструктурой фольги с помощью растровой электронной микроскопии показали, что при комнатной температуре протекает распад пересыщенного твердого раствора с выделением дисперсных частиц цинка. Методом дифракции обратно отраженных электронов изучен характер зеренной структуры и текстуры фольги. Предложен механизм формирования зерен вытянутой формы, заключающийся в том, что при высокой скорости затвердевания, сравнимой со скоростью движения расплава по поверхности кристаллизатора, рост зерен может происходить не только в направлении, противоположном направлению теплоотвода, но и в направлении движения расправа. Формирование преимущественного роста зерен, у которых наиболее плотноупакованная плоскость (0001) параллельна поверхности фольги, обеспечивает максимальную скорость понижения энтальпии сплава в процессе кристаллизации. Выявлены особенности влияния микроструктуры и зеренной структуры на механические свойства фольги. Микротвердость быстрозатвердевающего сплава Sn-14 ат.% In-6,5 ат.% Zn составляет 105 МПа. Кривая растяжения фольги сплава Sn-14 ат.% In-6,5 ат.% Zn, полученная при комнатной температуре, имеет вид, характерный для кривой растяжения металлов при высокой температуре, что обусловлено низкой температурой плавления γ-фазы.