Preview

Izvestiya vuzov. Poroshkovaya metallurgiya i funktsionalʹnye pokrytiya

Расширенный поиск
№ 2 (2015)
Скачать выпуск PDF

Процессы получения и свойства порошков

3-7 382
Аннотация

С помощью комплекса методов, включающих низкотемпературную адсорбцию азота, растровую электронную микроскопию, рентгенофазовый анализ и др., исследованы дисперсный состав и морфология частиц порошков металлов состава Al–1,5%Ca–1,5%La до и после взаимодействия с водой. Показано, что обработка данного металлического порошка водой приводит к образованию щелевидных и цилиндрических пор в продуктах взаимодействия. Удельная поверхность при этом возрастает с 9 до 182 м2/г. Рентгенофазовым анализом подтверждено, что термическая обработка порошков алюминия до 200 °С приводит к образованию на поверхности частиц гелеобразного бемита AlOOH. Результаты исследования показали, что гидрообработка позволяет изменять текстурные характеристики ультрадисперсного порошка.

8-14 382
Аннотация

Исследовано влияние дисперсных микродобавок различной природы на объемные изменения при спекании и прочность порошковых углеродистой и высокохромистой сталей. Описаны механизмы воздействия добавок на формирование их структуры. Показано, что наибольшее упрочнение углеродистой стали обеспечивает введение бикарбоната натрия, а высокохромистой стали – добавки нитрида бора. При этом уровень повышения прочности зависит от температуры спекания и количества добавки.

Теория и процессы формования и спекания порошковых материалов

15-20 413
Аннотация

Представлены результаты исследования процесса компактирования (спекания) в аппарате высокого давления модели ДО-138 нано- и микропорошков карбида кремния. Режимы компактирования для обоих видов материалов были одинаковы (давление 3,5–4,0 ГПа, температура 1600–1700 °С, время выдержки 10 с). Рассмотрено также влияние плакирования нано- и микропорошков SiC титаном и нитридом титана на свойства компактов (спеков), полученных при тех же режимах спекания. Установлено, что при компактировании нанопорошка карбида кремния получаемые спеки отличаются более высокими плотностью, твердостью и более низкой пористостью по сравнению с образцами из микродисперсного технического карбида кремния. Высокая активность титана по отношению к SiC позволяет химически связать зерна последнего за счет образования между ними промежуточных слоев из соединений титана. В результате образующаяся керамика обладает высокими плотностью, твердостью и износостойкостью. Износостойкость синтезированных композитов на основе нано-SiC в 4,5 раза выше, чем у поликристаллического материала из микропорошка карбида кремния.

Самораспространяющийся высокотемпературный синтез

21-29 425
Аннотация

Проведены эксперименты по получению материалов на основе систем Ti–3Al–0,5Ta и 3Ti–2Al–Ta методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС). Исследовано влияние состава исходной смеси, дисперсности порошков, предварительной механической активации на фазовый состав и структуру CВC-продукта. Определено оптимальное соотношение механоактивированного и исходного порошков в смеси для синтеза материалов. Установлена зависимость структуры конечных продуктов от структуры исходных порошков. Использование пористого тантала приводит к формированию интерметаллидной матрицы на основе алюминида титана с равномерным распределением Та­частиц. При этом стоит отметить, что порошки тантала обеих исследуемых серий ( отличавшихся дисперсностью и морфологией) частично прореагировали уже на стадии механической активации с образованием фазы Al2Ta. Показано, что алюминий играет ведущую роль в процессах механической активации в реакционных смесях Ti–Al–Ta. Действительно, при уменьшении количества алюминия в реакционной смеси наблюдается значительный рост непрореагировавших частиц тантала в микроструктуре синтезированных образцов.

Тугоплавкие, керамические и композиционные материалы

30-37 350
Аннотация

Методом рентгеноспектрального микроанализа впервые систематически изучены кинетические особенности и механизм контактного взаимодействия горячепрессованных (остаточная пористость <3 %) образцов карбонитрида титана различного состава с Ni–25%Mo-расплавом (t = 1400¸1500 °C, t = 0,1¸25 ч). Установлено, что в ряду TiC–TiC0,7N0,3–TiC0,5N0,5 скорость растворения тугоплавкой фазы внедрения (ТФВ) в Ni–Mo-расплаве снижается, а степень инконгруэнтности процесса растет. Соответственно изменяется состав промежуточных продуктов взаимодействия. Выяснены особенности формирования важнейшей фазовой составляющей TiCN-керметов – K-фазы состава Ti1–nMonCx. Методом локальной масс-спектрометрии доказано, что K-фаза имеет карбидную природу. Установлено также, что она образуется только в том случае, если исходный карбонитрид титана TiC1–xNx достаточно богат углеродом (x £ 0,5). Констатируется, что K-фаза является фактической основой всех керметов с Ni–Mo-связкой. Ее объемная концентрация в сплавах в несколько раз превышает содержание номинальной основы сплава. Впервые дано химическое обоснование выбора карбонитрида титана состава TiC0,5N0,5 в качестве оптимального «прекурсора» K-фазы, формирующейся в процессе жидкофазного спекания TiCN-керметов.

38-43 346
Аннотация

Исследована структура межфазных границ в твердых сплавах, полученных прессованием взрывом смесей порошков карбида хрома (Cr3C2) и титана. С использованием методов электронной микроскопии установлено, что подобные границы имеют толщину порядка 100 нм, на протяжении которой наблюдается плавное изменение содержаний хрома и титана при практически постоянной концентрации углерода. Структура границ по толщине неоднородна: между двумя кристаллическими прослойками выявлен слой толщиной 5–7 нм, имеющий аморфное строение. Показано, что обнаруженные слои являются слоями специфических «граничных фаз», не соответствующих ни одной из фаз равновесной диаграммы состояния Сr–C–Ti.

44-48 548
Аннотация

Представлен обзор работ отечественных и зарубежных авторов, посвященных влиянию добавок карбида тантала на свойства твердых сплавов группы ВК. Проанализированы структура, свойства, области применения, преимущества и недостатки твердых сплавов, легированных TaC, и рассмотрены основные технологии их получения. Показано положительное влияние добавок 1–3 % TaC на свойства сплавов WC–Co, позволяющих повысить эксплуатационные характеристики режущего, штампового и бурового инструмента. Отмечено, что и в настоящее время интерес к изучению влияния карбида тантала на свойства, структуру и природу этого влияния не снижается, а его механизмы до конца не ясны.

Модифицирование поверхности, в том числе пучками заряженных частиц, потоками фотонов и плазмы

49-55 513
Аннотация

С использованием методики термодинамического моделирования проведено исследование состава и термодинамических характеристик плазмообразующих газов (Ar, N2, H2, смесей Ar + N2 и Ar + H2) в зависимости от температуры. Проведено моделирование равновесного состава и термодинамических свойств системы плазма–«частица». В качестве последней рассматривались чистые металлы, оксиды, технологические порошки и порошковые смеси. Изучено влияние порошковых материалов TiO2, Al2O3 и Fe3O4 на изменение теплосодержания плазмы. Показано, что компьютерное моделирование влияния термодинамических параметров гетерогенной плазменной струи дает возможность оптимизировать режимы плазменного напыления и формирования плазменных покрытий. Предложенный подход существенно сокращает время, необходимое для разработки технологий получения покрытий c заданными функциональными свойствами – защитными, противоизносными и др.

Наноструктурированные материалы и функциональные покрытия

56-61 353
Аннотация

Исследовано электрохимическое осаждение покрытий двойных карбидов вольфрама и молибдена из вольфраматно-молибдатно-карбонатных расплавов. Состав полученных покрытий исследован методами рентгенофлуоресцентного и рентгенофазового анализа. Размеры кристаллов и толщина покрытий определены с использованием растровой электронной микроскопии. Установлены оптимальные параметры осаждения покрытий W2C·Mo2C: состав расплава Na2WO4 – (1,0¸4,0 мол.%) Li2WO4 – (1,0¸4,0 мол.%) Li2MoO4 – (1,0¸5,0 мол.%) Li2CO3, катодная плотность тока 750–1500 А/м2, температура процесса 1123–1173 К, продолжительность электролиза 4 ч.

62-65 396
Аннотация

Исследованы электроискровые покрытия на образцах из стали 30ХГСА, полученные на установке UR-121. Электроды для электроискрового легирования изготовлены методом горячего прессования из порошка, полученного электроэрозионным диспергированием отходов быстрорежущей стали марки Р6М5. С использованием современных методов исследования изучены микроструктура, толщина слоя покрытия и состояние его поверхности. Определены параметры шероховатости поверхностей изделий, а также микротвердость электроискрового покрытия и подложки из стали 30ХГСА. Установлено, что микротвердость покрытия больше, чем положки, в 2,1 раза, что может быть связано с неравномерным распределением частиц быстрорежущей стали в покрытии. Показано, что порошковые материалы, полученные методом электроэрозионного диспергирования из отходов быстрорежущих сталей, могут быть использованы в качестве электродов для получения различных функциональных покрытий электроискровым легированием.

Применение порошковых материалов и функциональных покрытий

66-72 709
Аннотация

Обсуждаются проблемы применения алмазоподобных покрытий (АПП) на стальных деталях насосов для нефтедобывающей промышленности. Основной акцент сделан на обзор путей повышения адгезии покрытий, анализ причин разрушения алмазоподобных и других сверхтвердых покрытий в водо- и абразивосодержащей средах. Главная причина разрушения АПП на деталях в водосодержащей среде при абразивном изнашивании – это катастрофическое снижение адгезии при попадании воды на границу подложка–покрытие. Для получения относительно толстых защитных алмазоподобных покрытий необходим поиск путей повышения адгезии и снижения внутренних напряжений. Приведены данные о предельных нагрузках (Lс) при испытаниях АПП царапанием в зависимости от технологии их получения, толщины покрытий, наличия промежуточных слоев, способов подготовки поверхности подложек. Показаны примеры достижения высоких значений Lс за счет применения специальных методов химико-термической обработки стальных подложек



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