Regular Article

Mechanical properties of FeAlSi powders prepared by mechanical alloying from different initial feedstock materials

Propriétés mécaniques des poudres FeAlSi préparées par alliage mécanique à partir de différentes matières premières

¹ Czech Technical University in Prague, Faculty of Nuclear Sciences and Physical Engineering, Department of Materials, Trojanova 13, 12000 Prague, Czech Republic
² Czech Technical University in Prague, Faculty of Nuclear Sciences and Physical Engineering, Department of Solid State Engineering, Trojanova 13, 12000 Prague, Czech Republic
³ University of Chemistry and Technology Prague, Department of Metals and Corrosion Engineering, Technická 5, 16628 Prague, Czech Republic

^* e-mail: jaroslav.cech@fjfi.cvut.cz

Received: 26 September 2018
Accepted: 29 November 2018

Abstract

FeAl20Si20 (wt.%) powders prepared by mechanical alloying from different initial feedstock materials (Fe, Al, Si, FeAl27) were investigated in this study. Scanning electron microscopy, X-ray diffraction and nanoindentation techniques were used to analyze microstructure, phase composition and mechanical properties (hardness and Young’s modulus). Finite element model was developed to account for the decrease in measured values of mechanical properties of powder particles with increasing penetration depth caused by surrounding soft resin used for embedding powder particles. Progressive homogenization of the powders’ microstructure and an increase of hardness and Young’s modulus with milling time were observed and the time for complete homogenization was estimated.

Résumé

Les poudres FeAl20Si20 (% en poids) préparées par alliage mécanique à partir de différentes matières premières (Fe, Al, Si, FeAl27) ont été étudiées. Les techniques expérimentales comprenant la microscopie électronique à balayage, la diffraction des rayons X et la nanoindentation ont été utilisées pour analyser la microstructure, la composition de phase et les propriétés mécaniques (la dureté et le module de Young). Un modèle par éléments finis a permis d’expliquer la diminution des valeurs de la dureté et du module de Young avec l’augmentation de la profondeur de pénétration dû à la résine molle utilisée pour l’enrobage des particules de poudre. Une homogénéisation progressive de la microstructure des poudres et une augmentation de la dureté et du module de Young avec le temps de moulinage ont été observées ainsi que le temps nécessaire pour une homogénéisation complète a été estimé.