СИНТЕЗ И СВОЙСТВА КОМПОЗИТОВ НА ОСНОВЕ БОРИДОВ ЦИРКОНИЯ И ХРОМА

Аннотация

Представлены экспериментальные данные по получению методом СВС-компактирования композитов на основе системы ZrB2–CrB. С использованием термодинамических данных  рассчитаны адиабатические температуры горения системы Zr–Cr–B, составы равновесных  продуктов синтеза и определены оптимальные условия получения СВС-композитов. Показано, что равновесными продуктами синтеза являются тугоплавкие соединения ZrB2 и  CrB, обеспечивающие высокую термодинамическую стабильность СВС-композитов, которые  применяются в качестве дисперсной фазы (ZrB2) и керамической связки (CrB). С ростом  содержания связки от 25 до 64 мас.% адиабатическая температура горения уменьшается от  3320 до 2350 K. В этих условиях формируется твердая дисперсная фаза (ZrB2) и  расплавленная связка (СrВ). Выявлено, что образование расплавленной связки  обеспечивает получение СВС-композитов с остаточной пористостью менее 1 %. Изучено  влияние состава реакционной смеси на фазовый состав, микроструктуру и физико- механические характеристики СВС-композитов. Установлено, что при содержании CrB в  пределах 30–50 мас.% остаточная пористость СВС-композитов составляет <1 %. При этом  твердость по Виккерсу изменяется в интервале 31,3–42,6 ГПа, а предел прочности при  изгибе – в диапазоне 480–610 МПа. Показано, что физико-механические характеристики  зависят от остаточной пористости СВС-композитов. Из полученного СВС-композита ZrB2– 30CrB изготовлены режущие пластины и проведены тестовые испытания при обработке  высокотвердых закаленных сталей. Результаты свидетельствуют, что керамические резцы  из композита ZrB2–30CrB обладают высокой износостойкостью при обработке подшипниковой стали ШХ15 твердостью 61–65 HRC.