Докт. техн. наук, профессор кафедры «Материалы, технологии и конструирование машин» (МТиКМ).
614990, г. Пермь, Комсомольский пр-т, 29.
Dr. Sci (Tech.), prof. of the Department of materials, technologies and machine design.
614990, Perm, Komsomolskii pr., 29.
Аспирант кафедры «Материалы, технологии и конструирование машин» (МТиКМ).
614990, г. Пермь, Комсомольский пр-т, 29.
Postgraduate student of the Department of materials, technologies and machine design.
614990, Perm, Komsomolskii pr., 29.
Аспирант кафедры «Материалы, технологии и конструирование машин» (МТиКМ).
614990, г. Пермь, Комсомольский пр-т, 29.
Postgraduate student of the Department of materials, technologies and machine design.
614990, Perm, Komsomolskii pr., 29.
Исследованы процессы диффузии и гомогенизации в порошковых системах различной степени дисперсности «железо (5 мкм) – никель (5 мкм или 50 нм)» при спекании (900 и 1000 °С), а также искровом плазменном спекании с использованием метода Матано–Больцмана. Вычисленные коэффициенты диффузии в парах из микронных порошков, спеченных без приложения давления (900 °С, 6 ч) и искровым плазменным методом (900 °С, 5 мин), в этих системах были равны 7·10–10 см2/с. Показано, что в диффузионных парах на основе микродисперсного порошка железа использование нанодисперсного порошка никеля способствует повышению коэффициента диффузии при температуре 900 °С в 2 раза, в отличие от пары с микродисперсным порошком никеля. Рассчитаны константы в уравнении кинетики спекания В.А. Ивенсена для порошковых систем «железо–никель», по которым установлены факторы, активирующие спекание данных систем. Определены зависимости структурно-фазового состава и физико-механических свойств карбидосталей системы Fe(осн.)– 14мас.%Ni–8мас.%TiC от температуры спекания в интервале t = 900÷1200 °С, дисперсности и гомогенности структуры. Показаны зависимости размера зерна, пористости, твердости, микротвердости, ударной вязкости, предела прочности на изгиб от температуры спекания. Установленные зависимости триботехнических свойств от степени гомогенности твердого раствора и объема фазового превращения метастабильного аустенита в мартенсит деформации при трении по абразиву оказались аналогичны для карбидосталей и алмазного инструмента на основе карбидостали. Оптимальные значения коэффициента вариации концентрации никеля в аустените в карбидосталях одинакового химического состава, но различной степени дисперсности, обеспечивающие максимальный объем распада аустенита и высокие значения коэффициента шлифования алмазного инструмента, оказались равными 5 в обеих системах, но параметры спекания различались. Показано, что физико-механические свойства исследованных систем зависят от пористости и дисперсности структуры, а триботехнические – от гомогенности структуры сталей.
Diffusion and homogenization in powder systems of varying degrees of dispersion «iron (5 μm) – nickel (5 μm or 50 nm)» during sintering (900 and 1000 °C), as well as spark plasma sintering using the Matano-Boltzmann method were studied. In these systems, the calculated diffusion coefficients in pairs of micron powders, sintered without application of pressure (900 °C, 6 h) and the spark plasma method (900 °C, 5 min), were equal to 7·10–10 cm2/s. It is shown that in diffusion pairs based on microdispersed iron powder, the use of nanodispersed nickel powder instead of microdispersed one contributes to an increase in the diffusion coefficient at a temperature of 900 °C by a factor of 2. The constants in the sintering kinetics equation of V.A. Ivensen are calculated for iron–nickel powder systems. Through them the factors activating the sintering of these systems were established. The dependences of the structure-phase composition and physicomechanical properties of carbides of the Fe (base) system — 14 wt.% Ni – 8 wt.% TiC system on the sintering temperature in the interval t = 900÷1200 °C, dispersion and homogeneity of the structure were determined. The dependences of grain size, porosity, hardness, microhardness, toughness, bending strength on sintering temperature are shown. The established dependences of the tribotechnical properties on the degree of homogeneity of the solid solution and the volume of the phase transformation of the metastable austenite to deformation martensite during friction on the abrasive were similar for carbide steels and diamond tools based on carbide steels. The optimal values of the coefficient of variation of nickel concentration in austenite in carbidostils of the same chemical composition, but different dispersion, providing the maximum amount of austenite decomposition and high values of the diamond tool grinding coefficient were 5 in both systems, but the sintering parameters differed. It is shown that the physicomechanical properties of the studied systems depend on the porosity and dispersion of the structure, and the tribotechnical properties are subjected to the homogeneity of the structure of the steel.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.