Теория и процессы формования и спекания порошковых материалов

Мальцев И. М.Влияние электромагнитного поля, скин- и пинч-эффектов при электропрокатке с импульсными токами высокой плотности порошковых металлических материалов
Исследовано влияние параметров электромагнитного поля, скин- и пинч-эффектов при электропрокатке порошков железа и меди с наложением на очаг формования импульсных токов высокой плотности (108 109 А/м2) на свойства проката и особенности процессов, протекающих в очаге деформации. Показано изменение макростроения и свойств порошкового проката после электропрокатки.
Ключевые слова: электромагнитное поле, скин- и пинч-эффекты, электропрокатка порошка.

Костиков В.И., Еремеева Ж.В., Дорофеев В.Ю. Влияние параметров термоциклической обработки на механические свойства горячештампованной порошковой стали
С целью повышения свойств порошковых углеродистых сталей и измельчения зерна проводилась их термоциклическая обработка с использованием как индукционного, так и печного нагрева. Ее результатами стали получение сверхмелкозернистой структуры и возросшие значения прочности, пластичности и ударной вязкости. Оптимальное количество циклов составило 3-10.
Ключевые слова: горячая штамповка, холодное прессование, термоциклическая обработка, порошковая сталь, структура, оптимальный режим.

Самораспространяющийся высокотемпературный синтез (СВС)

Левашов Е.А., Погожев Ю.С., Штанский Д.В., Петржик М.И. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез керамических материалов на основе Mn+1AXn фаз в системе Ti-Cr-Al-C
Методом силового СВС-компактирования получены компактные керамические материалы на основе Mn+1AXn-фаз в системе Ti-Cr-Al-C. Изучены механизмы структуро- и фазообразования продуктов синтеза, а также макрокинетика процесса горения СВС-смесей. Проведены комплексные исследования структуры, фазового состава, физических и механических свойств новых керамических материалов Ti2-хCrхAlC, синтезированных при различных параметрах зашихтовки (х = 0, 0,5, 1, 1,5, 2). Установлено, что наибольшее (96-98 %) содержание Mn+1AXn-фазы в составе продуктов синтеза достигается в образцах, в которых присутствует только один из основных элементов - титан (x = 0) или хром (x = 2). Полученные материалы обладают высокой жаропрочностью, а увеличение концентрации хрома способствует заметному росту стойкости к высокотемпературному окислению.
Ключевые слова: самораспространяющийся высокотемпературный синтез, керамические материалы, Mn+1AXn-фазы.

Тугоплавкие, керамические и композиционные материалы

Иванов Д.А., Ситников А.И., Шляпин С.Д. Особенности технологии и физико-механические свойства кермета Al2O3-Al со слоистой структурой
Рассмотрен технологический подход, позволяющий получать кермет состава Al2O3-Al со слоистой структурой. Исходным сырьем служил промышленный порошок марки ПАП-2 с пластинчатой формой частиц. Порошковые заготовки получали прессованием под давлением (Р) от 100 до 1000 МПа. Их термообработку проводили на воздухе путем нагрева в печи до 600 °С. Установлено, что в зависимости от величины Р может реализовываться либо твердофазовое, либо реакционное спекание заготовок в режиме фильтрационного горения. В полученном композите содержание оксидной фазы варьируется от 5 до 40 об. %, а плотность и прочность при изгибе изменяются в пределах 2,53-2,00 г/см3 и 330-98 МПа соответственно. Слоистая структура материала сохраняется после термического старения на воздухе при t = 600 °С в течение не менее 1000 ч.
Ключевые слова: кермет, композиционный материал, слоистая структура, алюминий - оксид алюминия, прессование, реакционное спекание, фильтрационное горение, твердофазовое спекание, порошковая технология, усадка, прочность, плотность, пористость, термическое старение.

Полушин Н.И., Поздняков А.А., Андреев Л.А., Новикова Е.А., Яковцева С.М. Газовыделение из керамики ZrO2-Y2O3, используемой при выращивании монокристаллов алмаза на затравке
Проведено исследование процесса газовыделения из керамики ZrO2-Y2O3, используемой при выращивании монокристаллов алмаза на затравке в диапазоне температур от 100 до 700 °С и давлении 10-4 Па. Экспериментально установлено, что содержание воздуха в порах керамических элементов контейнера составляет 0,086 см3н.у /г. Определены коэффициенты газовыделения и диффузии, позволяющие оценить время дегазации, за которое доля газа в образце от исходного количества достигнет определенной величины. Выявлено, что вакуумный отжиг при температуре не менее 700 °С и Р = 10-4 Па обеспечивает снижение на порядок содержания адсорбированного газа на элементах реакционной ячейки.
Ключевые слова: синтетические монокристаллы, керамика ZrO2-Y2O3, газовыделение.

Наноструктурированные материалы и функциональные покрытия

Кудряшов А.Е., Левашов Е.А., Ветров Н.В., Шалькевич А.Б., Иванов Е.В., Солнцева И.С. Новый класс электроискровых покрытий для изделий из титановых сплавов, работающих в экстремальных условиях эксплуатации
Рассмотрены формирование, структура, состав и свойства электроискровых покрытий на титановых сплавах (ВТ 6, ВТ 20) при использовании твердосплавных электродных материалов (ЭМ) на основе карбида и борида титана, нанодисперсного карбида вольфрама. Изучены особенности массопереноса ЭМ на титановый сплав марки ВТ 20 при варьировании параметров (силы тока, частоты, длительности) импульсных разрядов тока. Определен оптимальный энергетический режим ЭИЛ-обработки Ti-сплава новыми ЭМ (I = 175 A, f = 800 Гц, = 62 мкс). Проведен комплекс исследований структуры, фазового состава и свойств (таких, как сплошность, толщина, микротвердость, коэффициент трения, износо-, жаро-, фреттингостойкость) сформированных электроискровых покрытий. Изучены их фазовый состав после высокотемпературного воздействия (600 °С, 100 ч) и топография. Показано, что электроискровая обработка новыми твердосплавными ЭМ обеспечивает повышенные свойства электроискровых покрытий на титановом сплаве ВТ 20 по сравнению с аналогичными, полученными при использовании широко распространенных электродов ВК8, Т15К6 и рэлит.
Ключевые слова: электроискровое легирование (ЭИЛ), самораспространяющийся высокотемпературный синтез (СВС), электродные материалы, покрытия, нанодисперсные порошки, наноструктурные материалы, энергия импульсных разрядов.

Немировский Ю.В., Янковский А.П. Определение оптимальных параметров тонких жестких покрытий пластин
На базе общих представлений линейной теории упругости сформулирована задача расчета кольцевых пластин с упрочняющими покрытиями. Разработан численный метод интегрирования поставленной задачи и проведены конкретные расчеты. На основе анализа рассчитанных полей напряжений в базовом материале пластин и покрытиях удалось объяснить такие эффекты, как упрочнение пластин при нанесении на их лицевые поверхности сверхтонких высокомодульных покрытий толщиной порядка 0,1-0,8 мм и разупрочнение - в случае более толстых покрытий.
Ключевые слова: пластины, тонкие покрытия, упрочнение, пограничный слой, теория упругости.

Применение порошковых материалов и функциональных покрытий

Костиков В.И., Еремеева Ж.В., Слюта Д.А., Яицкий Д.Л., Шарипзянова Г.Х. Фрикционные свойства углерод-углеродных композиционных материалов
Изучен процесс трения композиционных материалов на основе углерод-углеродного волокна по контрпаре из силицированного графита марки СГ-Т. Рассмотрены условия трения, возникающие в период работы при определенных нагрузках. С помощью методов электронной микроскопии исследована структура продуктов износа.
Ключевые слова: композиционный материал системы углерод-углеродное волокно, фрикционные и антифрикционные материалы, нагрузка при трении, пара трения, продукты износа, условия трения.

Хроника

Российская национальная выставка в рамках Года России в Болгарии