ВЛИЯНИЕ ЛЕГИРОВАНИЯ КАРБОНИТРИДА TiC0,5N0,5 ЦИРКОНИЕМ НА МЕХАНИЗМ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ С Ni–Mo-РАСПЛАВОМ

В. А. Жиляев; Е. И. Патраков

doi:10.17073/1997-308X-2016-3-31-42

ВЛИЯНИЕ ЛЕГИРОВАНИЯ КАРБОНИТРИДА TiC0,5N0,5 ЦИРКОНИЕМ НА МЕХАНИЗМ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ С Ni–Mo-РАСПЛАВОМ

В. А. Жиляев, Е. И. Патраков

https://doi.org/10.17073/1997-308X-2016-3-31-42

Полный текст:

PDF (Rus)

сгенерировать QR код

Аннотация

Методами рентгеноспектрального микроанализа и растровой электронной микроскопии впервые изучено влияние легирования карбонитрида титана TiC_0,5N_0,5цирконием на механизм и кинетические особенности контактного взаимодействия с расплавом Ni–25%Mo (t = 1450 °C, вакуум 5•10^–2 Па). Выявлены основные эффекты модифицирующего влияния циркония на процессы растворения и фазо-, структурообразования, протекающие при взаимодействии карбонитрида Ti_1–nZr_nC_0,5N_0,5(n = 0,05 и 0,20) с Ni–Mo-расплавом, и проанализированы факторы, способствующие их проявлению. Установлено, что модифицирующая роль малых добавок циркония во многих отношениях подобна роли азота. Экспериментально подтверждено практическое отсутствие циркония и азота в составе K-фазы (метастабильного твердого раствора Ti_1–nMo_nC_x, где n≤ 0,65, x = 0,7±0,1). Показано, что богатый цирконием карбонитрид Ti_0,80Zr_0,20CC_0,5N_0,5не может быть рекомендован в качестве тугоплавкой составляющей кермета из-за ограничений химического характера.

Ключевые слова

легированный цирконием карбонитрид титана, никель–молибден, взаимодействие, реакции, микроструктура, свойства

Список литературы

1. Clark E.B., Roebuck B. Extending the application areas for titanium carbonitride cermets // Int. J. Refract. Metal. Hard Mater. 1992. Vol. 11. P. 23-33.

2. Ettmayer P., Kolaska H., Lengauer W., Dreyer K. Ti(C,N) cermets - metallurgy and properties // Int. J. Refract. Metal. Hard Mater. 1995. Vol. 13. P. 343-351.

3. Zhang S. Material development of titanium carbonitridebased cermets for machining application // Key Eng. Mater. 1998. Vol. 138-140. P. 521-543.

4. Xu Q., Zhang X.H., Qu W., Han J.C. Progress in research on cermets // Cemented Carbide 2002. Vol. 19. P. 221-225.

5. Xu Y.D., Liu N., Shi M., Chao S. Research progress of TiCN cermets with nano modification // Cemented Carbide 2005. Vol. 22. P. 112-116.

6. Cardinal S., Malchere A., Garnier V., Fantozzi G. Microstructure and mechanical properties of TiC-TiN based cermets // Int. J. Refract. Metal. Hard Mater. 2009. Vol. 27. P. 521-527.

7. Xiao J.H., Xiong W.H., Lin S.J., Qu J., Zhou M. Review on the preparation and application of Ti(C,N)-based cermet composite // Mater. Rev. 2010. Vol. 24. P. 21-27.

8. Peng Y., Miao H., Peng Z. Development of TiCN-based cermets: Mechanical properties and wear mechanism // Int. J. Refract. Metal. Hard Mater. 2013. Vol. 39. P. 78-89.

9. Kang S. Cermets // Comprehensive hard materials / Ed. V.K. Sarin. UK, Elsevier, 2014. Vol. 1. P. 139-181.

10. Rajabi A., Ghazali M.J., Daud A.R. Chemical composition, microstructure and sintering temperature modifications on mechanical properties of TiC-based cermet - A review // J. Mater. Design. 2015. Vol. 67. P. 95-106.

11. Жиляев В.А., Патраков Е.И. Закономерност и контак т ного взаи модейст ви я двой н ы х карби дов IV,V strength of TiC-Mo2C-Ni cermets // J. Jap. Soc. Powder and Powder Metal. 1979. Vol. 26. No. 1. P. 22-26.

12. Suzuki H., Hayashi K. Effect of addition-carbides on the properties of TiC-Ni alloy // J. Jap. Soc. Powder and Powder Metal. 1971. Vol. 17. No. 6. P. 262-266.

13. Suzuki H., Hayashi K., Yamamoto T. Effect of a small amount of additional carbides on high temperatureC-Ni cermets // J. Jap. Soc. Powde strength of TiC-Mo2 and Powder Metal. 1979. Vol. 26. No. 1. P. 22-26.

14. Suzuki H., Hayashi K., Kubo Y. The Role of ZrC Addition on high temperature strength of TiC-Mo2C-Ni cermet // J. Jap. Soc. Powder and Powder Metal. 1980. Vol. 27. No. 3. P. 77-81.

15. Terada O., Saito M., Suzuki H. The cause of formation of pores in titanium carbide based cermet with the addition of zirconium carbide // J. Jap. Soc. Powder and Powder Metal. 1993. Vol. 40. No. 11. P. 1131-1135.

16. Mun S., Kang S. Effect of HfC addition on microstructure of Ti(C,N)-Ni cermet systems // Powder Metal. 1999. Vol. 42. No. 3. P. 251-256.

17. Kim S.-H. Quantitative investigation of grain growth in carbide added (Mo2C, ZrC and WC) to TiC-Ni matrix cermets // Int. J. Eng. Manufact. 2004. Vol. 5. No. 1. P. 1-8.

18. Kwon W.T., Park J.S., Kim S-W., Kang S. Effect of WC and group IV carbides on the cutting performance of Ti(C,N) cermet tools // Int. J. Mach. Tools Manufact. 2004. Vol. 44. P. 341-346.

19. Kwon W.T., Park J.S., Kang S. Effect of group IV elements on the cutting characteristics of Ti(C,N) cermet tools and reliability analysis // J. Mater. Proc. Tech. 2005. Vol. 166. P. 9-14.

20. Zhang X., Liu N., Rong C. Microstructure and fracture toughness of TiC-ZrC-WC-Mo-Ni cermets // Int. J. Refract. Metal. Hard Mater. 2008. Vol. 26. P. 346-356.

21. Zhang X., Liu N. Effects of microstructure, mechanical properties and thermal shock resistance of TiC-ZrC- Co-Ni cermets // Mater. Sci. Eng. A. 2013. Vol. 561. P. 270-276.

22. Zhilyaev V.A., Patrakov E.I., Shveikin G.P. Current status and potential for development of W-free hard alloys // Proc. 2-nd Int. Conf. Science Hard Mater (R hodes, Greece, 1984). Bristol, Boston: A Hilger Ltd., 1986. P. 1063-1073.

23. Tobioka M., Shimizu Y., Isobe K., Kitagawa N., Nomura T., Takahashi K. High toughness cermet and a process for the production of the same: Pat. 3971656 (US). 1988.

24. Lindahl P., Mainert T., Jonsson H., Andren H.-O. Microstr ucture and mechan ical proper ties of a (Ti,W,Ta,Mo)(C,N)-(Co,Ni)-type cermet // Int. J. Refract. Metal. Hard Mater. 1993. Vol. 4. P. 187-204.

25. Park S., Kang S. Toughened ultrafine (Ti,W )(CN)-Ni cermets // Scripta Mater. 2005. Vol. 53. P. 129-133.

26. Park S., Kang Y.J., Kwon H.J., Kang S. Synthesis of (Ti,M1,M2)(C,N)-Ni nanocrystalline powders // Int. J. Refract. Metal. Hard Mater. 2006. Vol. 24. P. 115-121.

27. Kim S.W., Ahn S., Kang S. Effect of the complete solidsolution phase on the microstructure of Ti(CN)-based cermet // Int. J. Refract. Met. Hard Mater. 2009. Vol. 27. P. 224-228.

28. Liu Y., Jin Y., Yu H., Ye J. Ultrafine (Ti,M)(C,N)-based cermets with optimal mechanical properties // Int. J. Refr act. Met a l. Ha rd Mater. 2 011. Vol. 29. P. 104-107.

29. Chen X., Xiong W., Qu J., Yang Q., Yao Z., Huang Y. Microstructure and mechanical properties of (Ti,W,Ta)C- xMo-Ni cermets // Int. J. Refract. Metal. Hard Mater. 2012. Vol. 31. P. 56-61.

30. Chicardi E., Cordoba J.M., Sayagues M J., Cotor F.J. Inverse core-rim microstructure in (Ti,Ta)(C,N)-based cermets developed by a mechanically induced self-sustaining reaction // Int. J. Refract. Metal. Hard Mater. 2012. Vol. 33. P. 39-46.

31. Yu H., Liu Y., Jin Y., Ye J. Effect of secondary addition on the microstructure and mechanical properties of (Ti,W,Mo,V )(C,N)-based cermets // Int. J. Refract. Metal. Hard Mater. 2011. Vol. 29. P. 586-590.

32. Kang S. Ceramic and cermet having the second phase to improve toughness via phase separation from complete solid-solution phase and the method for preparing them: Pat. 8679220 (US). 2014.

33. Жиляев В.А. Твердорастворная природа тугоплавких фаз внедрения. Ч. I. Физическое обоснование // Материаловедение. 2012. No. 3. С. 3-9.

34. Жиляев В.А. Твердорастворная природа тугоплавких фаз внедрения. Часть II. Химическое обоснование // Материаловедение. 2012. No. 4. С. 3-12.

35. Жиляев В.А. Порошковые материалы на основе тугоплавких фаз внедрения: Дис. … Доктор технических наук. Пермь: ПГТУ, 2010.

36. Жиляев В.А.Закономерности реакций карбидов переходных металлов IV,V групп с никелем // Изв. вузов. Порошк. металлургия и функц. покрытия. 2014. No. 2. С. 30-36.

37. Жиляев В.А., Патраков Е.И. Влияние легирования карбонитрида титана переходными металлами IV-V I групп на взаимодействие с расплавом никеля // Изв. вузов. Порошк. металлургия и функц. покрытия. 2014. No. 4. С. 30-36.

38. Roebuck B., Gee M.G. TiC and Ti(C,N) cermets microstructure // Proc. XII Int. Plansee Sem., Reutte, 1989. Bd. 2, HM 2. S. 1-29.

39. Zackrisson, U. Rolander, and H.-O. Andren. Development of cermet microstructures during sintering // Metal. Mater. Trans. 2001. Vol. 32. No. 1. P. 85-94.

40. Жиляев В.А., Патраков Е.И., Федоренко В.В. Химические основы жидкофазного спекания TiC и TiCN-керметов. Часть 1. Закономерности процессов растворения фазои структурообразования в системах TiC-Ni и TiC-Ni/Mo // Вестник ПГТУ. Сер. Машиностроение, материаловедение. 2012. Т. 14. No. 1. С. 32-40.

41. Жиляев В.А., Патраков Е.И., Федоренко В.В. Химические основы жидкофазного спекания TiC и TiCN-керметов. Часть 2. Закономерности процессов растворения, фазои структурообразования в системах Ti(C,N)-Ni и Ti(C,N)-Ni/Mo // Вестник ПГТУ. Сер. Машиностроение, материаловедение. 2012. Т. 14. No. 2. С. 1-12.

42. Жиляев В.А., Патраков Е.И. К инетика и механизм контактного взаимодействия карбонитрида титана с Ni-Mo-расплавом // Изв. вузов. Порошк. металлургия и функц. покрытия. 2015. No. 2. С. 30-37.

43. Kowanda C., Speidel M.O. Solubility of nitrogen in liquid nickel and Ni-Xi alloys (Xi = Cr, Mo, W, Mn, Fe, Co) under elevated pressure // Scripta Mater. 2003. Vol. 48. P. 1073-1078.

44. Ершов Г.С., Майборода В.П. Диффузия в металлургических расплавах. Киев: Наук. думка, 1990.

45. Niki E., Masato K. The reaction of carbon with nickelbased solid solution alloy containing carbide-forming element // J. Jap. Inst. Metal. 1970. Vol. 34. No. 9. P. 879-883.

46. Борисов С.В. Синтез и исследование упругих свойств TixMe1-xCyNz (Me = Zr, Hf, V, Nb) твердых растворов: А втореф. дис. … канд. кандидат химических наук. Свердловск: УНЦ АН СССР, 1981.

47. https://doi.org/H. Advanced TiC and TiC-TiN based cermets // Proc. 2nd Inter. Conf. Sci. Hard Mater (Rhodes, Greece, 1984). Bristol-Boston, 1986. P. 489-523.

48. Жиляев В.А. Концепция химического конструирования Ti(C,N)-керметов // Современные мета л лические материалы и технологии: Сб. тр. 11-й Междунар. конф. (С-Петербург, 23-27 июня 2015 г.). С-Петербург: СПбПУ, 2015. С. 1035-1041.

49. Любимов В.Д., Элинсон Д.С., Швейкин Г.П. Оптимизация эксплуатационных свойств безвольфрамовых тверды х сплавов // Порош к. металлургия. 1991. No. 11. С. 65-71.

Cited By

Regularities of Metallurgical Reactions of Ti1 –n ${Me}_{n}^{V}$ C0.5N0.5 Carbonitrides with the Ni–Mo Melt

V. A. Zhilyaev, E. I. Patrakov

Russian Journal of Non-Ferrous Metals, 2018; 59(6):664

DOI: 10.3103/S1067821218060196

Для цитирования:

Жиляев В.А., Патраков Е.И. ВЛИЯНИЕ ЛЕГИРОВАНИЯ КАРБОНИТРИДА TiC0,5N0,5 ЦИРКОНИЕМ НА МЕХАНИЗМ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ С Ni–Mo-РАСПЛАВОМ. Известия вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. 2016;(3):31-42. https://doi.org/10.17073/1997-308X-2016-3-31-42

For citation:

Zhilyaev V.A., Patrakov E.I. EFFECT OF CARBONITRIDE TiC0,5N0,5 DOPING WITH ZIRCONIUM ON THE MECHANISM OF INTERACTION WITH Ni–Mo MELT. Powder Metallurgy аnd Functional Coatings (Izvestiya Vuzov. Poroshkovaya Metallurgiya i Funktsional'nye Pokrytiya). 2016;(3):31-42. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1997-308X-2016-3-31-42

Контент доступен под лицензией Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International.

ISSN 1997-308X (Print)
ISSN 2412-8767 (Online)

Логин
Пароль
	Запомнить меня
Регистрация нового пользователя Забыли Ваш пароль?

Известия вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия

ВЛИЯНИЕ ЛЕГИРОВАНИЯ КАРБОНИТРИДА TiC0,5N0,5 ЦИРКОНИЕМ НА МЕХАНИЗМ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ С Ni–Mo-РАСПЛАВОМ

Полный текст:

Аннотация

Ключевые слова

Об авторах

Список литературы

Cited By

Рецензия

Для цитирования:

For citation:

Войти

Известия вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия

ВЛИЯНИЕ ЛЕГИРОВАНИЯ КАРБОНИТРИДА TiC0,5N0,5 ЦИРКОНИЕМ НА МЕХАНИЗМ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ С Ni–Mo-РАСПЛАВОМ

Полный текст:

Аннотация

Ключевые слова

Об авторах

Список литературы

Cited By

Рецензия

Для цитирования:

For citation:

Использование куки-файлов