Effect of alloying elements on microstructure and properties of Al-Mn-Fe ribbon

Influence of Ti, V, Cr, Zr, and Mo additions on microstructure and mechanical properties of the Al91Mn7Fe2 quasicrystalline alloy produced by the melt spinning technique has been studied. It was found that the microstructure of obtained all ribbons was similar and consists of spherical or dendritic icosahedral quasicrystalline particles embedded in an aluminium matrix coexisting with small fraction of intermetallic phase. Comporing DSC curves obtained for each sample it was observed that the alloy with Mo addition exhibits the best thermal stability among prepared alloys. Addition of molybdenum caused a significant shift of the main exothermic peak corresponding to temperature of quasicrystalline phase decomposition from 450ºC for ternary alloy to about 550ºC for quaternary composition. Microhardness measured for all prepared alloys were similar with the mean value of about 200 HV only alloy with Zr addition exhibited higher microhardness of about 270 HV caused by strengthening effect of Zr localized in the grains of aluminium matrix.

W niniejszej pracy badano wpływ dodatków stopowych: Ti, V, Cr, Zr i Mo na mikrostrukturę oraz własności mechaniczne kwazikrystalicznego stopu Al91Mn7Fe2 przygotowanego metoda odlewania na wirujący walec (melt spinning). Uzyskane wyniki pokazały, ze mikrostruktura wszystkich otrzymanych taśm była zbliżona i zawierała sferyczne lub dendrytyczne cząstki kwazikrystaliczne umieszczone w osnowie aluminiowej wraz z niewielka ilością fazy międzymetalicznej. Porównując krzywe DSC dla każdej z próbek zaobserwowano, ze stop z dodatkiem molibdenu wykazuje najlepsza stabilność termiczna posród odlanych stopów. Dodatek tego pierwiastka spowodował znaczące przesuniecie głównego piku egzotermicznego związanego z rozpadem fazy kwazikrystalicznej o około 100ºC, to jest od temperatury 450ºC dla stopu trójskładnikowego do temperatury 550ºC dla stopu czteroskładnikowego. Wartości mikrotwardości zmierzone dla każdego ze stopów były zbliżone a ich średnia wartość wynosiła 200 HV. Wyjątek stanowił stop z dodatkiem Zr dla którego średnia wartość mikrotwardości wynosiła 270 HV ze względu na efekt umacniający, związany z obecnością cyrkonu w ziarnach osnowy.