Shock consolidation of rapidly solidified neodymium based rare earth magnet powders

• Published in: Acta metallurgica et materialia 1992-11, Vol.40 (11), p.3195-3203
• Main Authors: Petrie, M.W., Page, N.W.
• Format: Article
• Language: English
• Subjects: Applied sciences; Exact sciences and technology; Metal powders; Metals. Metallurgy; Powder metallurgy. Composite materials; Production techniques
• ISSN: 0956-7151; 1873-2879
• DOI: 10.1016/0956-7151(92)90482-T

Neodymium-boron-iron powder has been shock consolidated with primary shock strengths of up to 2 GPa. Measurements of the shocked state were in close agreement with the Petrie-Page Hugoniot model for powders. Compacts were studied in terms of micro-hardness and microstructure. Micro-hardness was found to increase with increasing quench rate and also with increasing shock strength for shock strengths above 900 MPa, indicative of plastic deformation of the material at high shock strengths. Quasi-static pressing of the powder produced a heavily cracked micro-structure. In contrast, the dynamically compacted material subjected to high shock strengths was fully densified and essentially crack free with significant cold welding at shock pressures exceeding about 1.1 GPa. Une poudre de néodyme-bore-fer est consolidée par choc avec des contraintes primaires de choc allant jusqu'à2 GPa. Le mesures de l'état de choc sont en bon accord avec le modèle de Hugoniot, Petrie et Page pour les poudres. Onétudie la microduretéet al microstructure d'échantillons compactés. On trouve que la microduretécroît avec la vitesse de trempe et aussi avec la force du choc pour des valeurs supérieuresà900 MPa, ce qui indique une déformation plastique du matériau pour des contraintes de chocélevées. Une compression quasi-statique de la poudre produit une microstructure fortement fissurée. Par contre, un matériau compactéd'une manière dynamique soumisàdes contraintes par chocélevées est totalement densifiéet sans fissure avec une soudureàfroid notable pour des pressions de choc dépassant 1,1 GPa. Neodym-Bor-Eisen-Pulver wird schockverdichtet mit einer primären Schockstärke von bis zu 2 GPa. Messungen des schockverdichteten Zustandes stimmen eng mit dem Hugoniot-Modell von Petrie und Pageüberein. Die Preβlinge werden hinisichtlich der Mikrohärte und der Mikrostuktur untersucht. Die Mikrohärte nimmt mit zunehmender Abschreckrate und auch zunehmender Schockstärke (oberhalb von 900 MPa) zu, welches auf plastiche Verformung des Materials bei hoher Schockstar¨ke hinweist. Quasistatisches Pressen des Pulvers erzeugt eine stark zerrissene Mikrostruktur. Dagegen wird das dynamisch kompaktierte Material, hoher Schockstärke unterworfen vollständing verdichtet und bleibt im wesentlich reβfrei, wobei Kaltschweiβen bei Schockstärken oberhalb von etwa 1.1 GPa deutlich auftritt.