Structural features and properties of the Sn-Zn-Si-Al system alloys obtained by the method of rapid solidification from the melt

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Аннотация

The article presents the results of studying the microstructure of rapidly solidified foil of Sn 55,18 Zn 44,50 Si 0,23 Al 0,09 alloy. The phase composition of rapidly solidified foil was studied. A uniform distribution of alloying silicon and aluminum in tin in the form of a solid solution was established. The formation of the (100) texture of tin and (101 0) of zinc was revealed, associated with the predominant growth of crystallites, in which the close-packed planes of tin and zinc are perpendicular to the direction of heat removal during crystallization. An analysis of the structure and properties of the foil during isothermal annealing and natural aging was performed, with a description of the processes occurring. Formation of a dispersed structure due to high degree of supercooling of liquid phase with increase of degree of dispersion of zinc during isothermal annealing (average chord d on sections of zinc phases is 1,24 μm before heat treatment and 0,42 μm after isothermal annealing for 170 min at 150°C) along with invariance of texture during heat treatment is established. Change of the microhardness of foil during natural aging, noticeable formation of large number of clusters of precipitations of tin and zinc phases due to their supersaturation, as well as reinforcing action of alloying elements ( Si , Al ) are explained. During heat treatment zinc dissolves in the matrix phase, with decrease of its volume, while share of softening phase of tin increases which leads to a decrease in the microhardness.

Авторлар туралы

Denis Zernitsa

Mozyr State Pedagogical University named after I.P. Shamiakin

Email: dzernitsa@mail.ru
Ph. D., Senior Lecturer, Department of Engineering and Pedagogical Education of the Educational Institution

Vasili Shepelevich

Belarusian State University

Email: shepelevich@bsu.by
D. Sc., Professor, Department of Solid State Physics and Nanotechnology of the Physics Faculty

Әдебиет тізімі

  1. Chen, K.I. Effects of small additions of Ag, Al, and Ga on the structure and properties of the Sn-9Zn eutectic alloy / K.I. Chen, S.-C. Cheng, S. Wu, K-L. Lin // Journal of Alloys and Compounds. - 2006. - V. 416. - I. 1-2. - P. 98-105. doi: 10.1016/j.jallcom.2005.08.034.
  2. Мирошниченко, И.С. Закалка из жидкого состояния / И.С. Мирошниченко. - М.: Металлургия, 1982. - 168 с.
  3. Васильев, В.А. Высокоскоростное затвердевание расплава (теория, технология и материалы) / В.А. Васильев, Б.С. Митин, И.Н. Пашков и др.; под ред. Б.С. Митина. - М.: Интермет инжиниринг, 1998. - 400 с.
  4. Kamal, M. Effect of rapid solidification on structure and properties of some lead-free solder alloys / M. Kamal, E.-S. Gouda // Materials and Manufacturing Processes. - 2006. - V. 21. - I. 8. - P. 736-740. doi: 10.1080/10426910600727890.
  5. Shepelevich, V.G. The formation of the structure of the alloys of the Tin-Zinc system upon high-speed solidification / V.G. Shepelevich, D. A. Zernitsa // Inorganic Materials: Applied Research. - 2021. - V. 12. - I. 4. - P. 1094-1099. doi: 10.1134/S2075113321040407.
  6. Сверхбыстрая закалка жидких сплавов / под ред. Г. Германа; пер. с англ. Е.А. Жураковского, В.В. Федорова, под ред. В.Т. Борисова. - М.: Металлургия, 1986. - 375 с.
  7. Santos, W.L.R. Microstructural development of hypoeutectic Zn-(10-40) wt.% Sn solder alloys and impacts of interphase spacing and macrosegregation pattern on hardness / W.L.R. Santos, C. Brito, F. Bertelli et al. // Journal of Alloys and compounds. - 2015. - V. 647. - P. 989-996. doi: 10.1016/j.jallcom.2015.05.195.
  8. Салтыков, С.А. Стереометрическая металлография (стереология металлических материалов) / С.А. Салтыков. - М.: Металлургия, 1976. - 270 с.
  9. Мальцев, В. М. Металлография промышленных цветных металлов и сплавов / В.М. Мальцев. - М.: Книга по Требованию, 2012. - 366 с.
  10. Suganuma, K. High-temperature lead-free solders: properties and possibilities / K. Suganuma, S.-J. Kim, K.-S. Kim // JOM. The Journal of The Minerals, Metals & Materials Society (TMS). - 2009. - V. 61. - I. 1. - P. 64-71. doi: 10.1007/s11837-009-0013-y.
  11. Новиков, И.И. Теория термической обработки металлов / И.И. Новиков. - 4-е изд., испр. и доп. - М.: Металлургия, 1986. - 480 с.
  12. Lan, G.-A. The role of eutectic phase and acicular primary crystallized Zn phase on electrification-fusion induced fracture of Sn-xZn solder alloys / G.-A. Lan, T.-S. Lui, L.-H. Chen // Materials Transactions. - 2011. - V. 52. - I. 11. - P. 2111-2118. doi: 10.2320/matertrans.M2011194.
  13. Пат. 2138378 Российская Федерация, МПК B23K 35/26 (1995.01). Припой для пайки цинка и его сплавов гидроксиапатита / Вайнерман А.Е., Чумакова И.В., Карпов В.В., Архипова Л.Т., Сорин В.Г., Асеев М.Ю.; заявитель и патентообладатель ООО "АРТ-ЭКСПЕРТ". - № 96118389/02; заявл. 30.08.1996; опубл. 27.09.1999. - 1 с.
  14. Wang, X.J. Effect of doping Al on the liquid oxidation of Sn-Bi-Zn solder / X. J. Wang, Q. S. Zhu, B. Liu et al. // Journal of Materials Science: Materials in Electronics. - 2014. - V. 25. - I. 5. - P. 2297-2304. doi: 10.1007/s10854-014-1875-5.

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».