powderИзвестия вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытияPowder Metallurgy аnd Functional Coatings (Izvestiya Vuzov. Poroshkovaya Metallurgiya i Funktsional'nye Pokrytiya)1997-308X2412-8767НИТУ "МИСИС"10.17073/1997-308X-2015-1-12-18powder-100Research ArticleСамораспространяющийся высокотемпературный синтезSelf-Propagating High-Temperature Synthesis (SHS)СТРУКТУРА И СВОЙСТВА ДИСПЕРСИОННО-ТВЕРДЕЮЩЕГО МАТЕРИАЛА TI–NB–C СО СВЯЗКОЙSTRUCTURE AND PROPERTIES OF THE TI–NB–C DISPERSION-HARDENED MATERIAL WITH A BINDERМанаковаО. С.ManakovaO. S.

инженер НУЦ СВС МИСиС–ИСМАН 

manakova_ol@mail.ruКурбаткинаВ. В.KurbatkinaV. V.

канд. техн. наук, вед. науч. сотр. НУЦ СВС МИСиС–ИСМАН, доцент кафедры порошковой металлургии и функциональных покрытий (ПМиФП) МИСиС. 

vvkurb@mail.ruЛевашовЕ. А.LevashovE. A.

докт. техн. наук, проф., акад. РАЕН, зав. кафедрой  ПМиФП, директор НУЦ СВС МИСиС–ИСМАН.

levashov@shs.misis.ruНациональный исследовательский технологический университет «МИСиС», г. МоскваRussian FederationНаучно-учебный центр (НУЦ) СВС МИСиС–ИСМАН, г. МоскваRussian Federation201528042015011218Copyright © НИТУ "МИСИС", 20152015НИТУ "МИСИС"НИТУ "МИСИС"https://powder.misis.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://powder.misis.ru/jour/article/view/100

Проведено исследование влияния металлической связки на основе никеля на структуру и свойства керамического материала (Ti, Nb)C. Образцы изготавливали по технологии силового СВС-компактирования, после чего проводили термообработку в вакуумной печи при температуре 850 °С в течение 1 ч. Состав и структуру полученных образцов изучали методами РФА, СЭМ, ЕДС. В результате отжига происходит распад пересыщенных твердых растворов на основе карбида (Ti, Nb)C с образованием  в связке наноразмерных фаз NbCo 2 , Ni 3 NbAl и Ni NbAl. При малом содержании связки (5 %) дисперсной фазой является твердый раствор β-(Ti, Nb), при 20 % – (Cr, Al). Определены свойства полученных материалов: плотность, пористость,   твердость, прочность и жаростойкость. Связка уменьшает пористость материала c 9 до 2 %, что повышает механические свойства  и жаростойкость. Дисперсионно-твердеющий материал системы Ti–Nb–C с 20 и 30 % связки рекомендован для применения  в качестве конструкционной и функциональной керамики. 

The influence of a metallic nickel-based binder on the structure and properties of the (Ti, Nb)C ceramic material is investigated. The samples are fabricated by technology of SHS forced compaction with the subsequent thermal treatment in a vacuum furnace at 850 °C for 1 h. The composition and structure of fabricated samples are investigated by XPA, SEM, and EDS. Supersaturated solid solutions based on  carbide (Ti, Nb)C decompose after annealing with the formation of nanodimensional phases NbCo NbAl in a binder. The β-(Ti, Nb) solid solution is a dispersed phase at a low binder content (5 %), and the (Cr, Al) solid solution—at 20 %. Properties of fabricated materials such as density, porosity, hardness, strength, and heat resistance are determined. A binder decreases the  material porosity from 9 to 2 %, which increases the mechanical properties and heat resistance. The dispersion-hardened material of the  Ti–Nb–C system with binder contents of 20 and 30 % is recommended for the application as a constructive and functional ceramics. 

дисперсионно-твердеющие керамические материалысамораспространяющийся высокотемпературный синтез (СВС)фазовый составструктурапрочностьжаростойкостьdispersion-hardening ceramic materialsself-propagating high-temperature synthesis (SHS)phase compositionstructurestrengthheat resistanceReferencesNowotny H., Rogl P., Schuster J.C. // J. Solid State Chem. 1982. Vol. 44, № 1. P. 126.Nowotny H., Rogl P., Schuster J.C. // J. Solid State Chem. 1982. Vol. 44, № 1. P. 126.Xiaobo Zhang, Ning Liu, Chunlan Rong, Jun Zhou // Ceram. Int. 2009. Vol. 35, № 3. P. 1187.Xiaobo Zhang, Ning Liu, Chunlan Rong, Jun Zhou // Ceram. Int. 2009. Vol. 35, № 3. P. 1187.Christiané Heiligers, Johannes H. Neethling // J. Alloys Compd. 2008. Vol. 453, № 1—2. P. 222.Christiané Heiligers, Johannes H. Neethling // J. Alloys Compd. 2008. Vol. 453, № 1—2. P. 222.X iaobo Zhang, Ning Liu // Mater. Sci. Eng. A. 2013. Vol. 561. P. 270.X iaobo Zhang, Ning Liu // Mater. Sci. Eng. A. 2013. Vol. 561. P. 270.Won Tae Kwon, June Seuk Park, Shinhoo Kang // J. Mater. Process. Technol. 2005. Vol. 166, № 1. P. 9.Won Tae Kwon, June Seuk Park, Shinhoo Kang // J. Mater. Process. Technol. 2005. Vol. 166, № 1. P. 9.Левашов E.A., Штанский Д.В., Вьюшков Б.В., Штанская Е.В. // Физика металлов и мета лловедение. 1994. Т. 78, № 4. Р. 147.Левашов E.A., Штанский Д.В., Вьюшков Б.В., Штанская Е.В. // Физика металлов и мета лловедение. 1994. Т. 78, № 4. Р. 147.Курбаткина В.В., Левашов Е.А., Подгорный Д.А. // Цв. мета ллы. 2006. № 2. С. 60.Курбаткина В.В., Левашов Е.А., Подгорный Д.А. // Цв. мета ллы. 2006. № 2. С. 60.Манакова О.С., Левашов Е.А., Курбаткина В.В., Кочетов Н.А. // Пробл. чер. металлургии и материаловедения. 2012. № 3. С. 38.Манакова О.С., Левашов Е.А., Курбаткина В.В., Кочетов Н.А. // Пробл. чер. металлургии и материаловедения. 2012. № 3. С. 38.Young Kwan Kim, Jae-Hyeok Shim, Young Whan Choet al. // Int. J. Refract. Met. Hard Mater. 2004. Vol. 22, № 4—5. P. 193.Young Kwan Kim, Jae-Hyeok Shim, Young Whan Choet al. // Int. J. Refract. Met. Hard Mater. 2004. Vol. 22, № 4—5. P. 193.Левашов Е.А., Рогачев А.С., Курбаткина В.В. и др. Перспективные материалы и технологии самораспространяющегося высокотемпературного синтеза. М.: Изд. дом МИСиС, 2011.Левашов Е.А., Рогачев А.С., Курбаткина В.В. и др. Перспективные материалы и технологии самораспространяющегося высокотемпературного синтеза. М.: Изд. дом МИСиС, 2011.Moskowitz D., Terner L.L. // Mater. Sci. Eng. A. 1988. Vol. 105/106. P. 265.Moskowitz D., Terner L.L. // Mater. Sci. Eng. A. 1988. Vol. 105/106. P. 265.Moskowitz D., Humenic M. // Modern Developments in Powder Metallurgy. N.-Y.: Plenum Press, 1981. Vol. 14. P. 307—320.Moskowitz D., Humenic M. // Modern Developments in Powder Metallurgy. N.-Y.: Plenum Press, 1981. Vol. 14. P. 307—320.Русаков А.А. Рентгенография мета ллов. М.: Атомиз- дат, 1977.Русаков А.А. Рентгенография мета ллов. М.: Атомиз- дат, 1977.Гуревич Ю.Г., Фраге Н.Р., Додурова Т.А. // Порошк. металлургия. 1986. № 2. С. 50.Гуревич Ю.Г., Фраге Н.Р., Додурова Т.А. // Порошк. металлургия. 1986. № 2. С. 50.Pearson W.A. Handbook of lattice spacings and structures of metals and alloys. Oxford: Pergamon Press, 1964.Pearson W.A. Handbook of lattice spacings and structures of metals and alloys. Oxford: Pergamon Press, 1964.Интерметаллические соединения / Пер. с англ. Под ред. И.И. Корнилова. M.: Мета ллургия, 1970.Интерметаллические соединения / Пер. с англ. Под ред. И.И. Корнилова. M.: Мета ллургия, 1970.Guopeng Zhang, Weihao Xiong, Qingqing Yang et al. // Int. J. Refract. Met. Hard Mater. 2014. Vol. 43, № 4—5. P. 77.Guopeng Zhang, Weihao Xiong, Qingqing Yang et al. // Int. J. Refract. Met. Hard Mater. 2014. Vol. 43, № 4—5. P. 77.La Salvia J.C., Kim D.K., Meyers M.A. // Mater. Sci. Eng. A. 1996. Vol. 206, № 1. P. 71.La Salvia J.C., Kim D.K., Meyers M.A. // Mater. Sci. Eng. A. 1996. Vol. 206, № 1. P. 71.Ettmayer P. // Annu. Rev. Mater. Sci. 1989. Vol. 19. P. 145.Ettmayer P. // Annu. Rev. Mater. Sci. 1989. Vol. 19. P. 145.Рогачев А.С., Мукасьян А.С., Мержанов А.Г. // ДАН СССР. 1987. Т. 297, № 6. С. 1425.Рогачев А.С., Мукасьян А.С., Мержанов А.Г. // ДАН СССР. 1987. Т. 297, № 6. С. 1425.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.