Журнал«Известия вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия»
Содержание № 3, 2011
ПРОЦЕССЫПОЛУЧЕНИЯ И СВОЙСТВА ПОРОШКОВ
УДК 621.771.23 :621.771.8
Ю.В.Концевой, Е.В. Игнатьева, И.Э. Игнатьев, Э.А. Пастухов, И.Г. Бродова, С.А.Петрова, И.Г. Ширинкина, Р.Г. Захаров
Слоистыйкомпозит сталь–алюминий с наноструктурным промежуточным слоем
Представленырезультаты исследования влияния степени деформации при прокатке на структурукомпонентов слоистого композита сталь–алюминий. Показано, что заметные измененияструктуры начинаются со степени обжатия ε > 75 %, или в логарифмическихединицах е > 1,54. Описан механизм пластической деформации хрупкогоинтерметаллидного слоя. Показано, что вязкопластичный промежуточный слойсталь-алюминиевого слоистого композита можно получить прокаткой при доведениистепени деформации до 90 %. Получение же субмикрокристаллической структурыпроисходит при ε > 95 %, или е > 3.
Ключевыеслова: слоистый композит, интерметаллид, интенсивная пластическаядеформация, прокатка, степень деформации, наноструктура, фрагментацияструктуры.
Ю. В. Концевой – канд. техн. наук, ст. науч. сотр. лаборатории физической химииметаллургических расплавов ИМЕТ УрО РАН (г. Екатеринбург, ул. Амундсена, 101).Тел.: (343) 232-90-44. E-mail: kuv.45@mail.ru.
Е.В. Игнатьева – науч. сотр. той же лаборатории. Тел.: (343) 232-90-35.E-mail: l.ig_a@mail.ru.
И.Э. Игнатьев – канд. техн. наук, ст. науч. сотр. той же лаборатории. Тел.:(343) 232-90-14. E-mail: igx2@mail.ru.
Э.А. Пастухов – чл.-корр. РАН, докт. хим. наук, проф., заведующий той желабораторией. E-mail: admin@imet.mplik.ru.
С.А. Петрова – канд. физ.-мат. наук, ст. науч. сотр. той же лаборатории.Тел.: (343) 267-88-94. E-mail: danaus@mail.ru.
Р.Г. Захаров – канд. физ.-мат. наук, ст. науч. сотр. той же лаборатории.E-mail: danaus@mail.ru.
И.Г. Бродова – докт. техн. наук, проф., гл. науч. сотр. лаборатории цветныхсплавов ИФМ УрО РАН (620041, г. Екатеринбург, ул. С. Ковалевской, 18). Тел.:(343) 378-36-11. E-mail: brodova@imp.uran.ru.
И.Г. Ширинкина –канд. техн. наук, науч. сотр. той же лаборатории. Тел.: (343) 378-38-54.E-mail: shirinkina@imp.uran.ru.
Литература
1. АндрееваА.В. Основы физикохимии и технологии композитов: Учеб. пос. для вузов. М.:ИПРЖР, 2001.
2. ТрыковЮ.П., Гуревич Л.М., Шморгун В.Г. Слоистые композиты на основе алюминия иего сплавов. М.: Металлургиздат, 2004.
3. ВиткинА.И., Тейндл И.И. Металлические покрытия листовой и полосовой стали. М.:Металлургия, 1971.
4. КонцевойЮ.В., Игнатьева Е.В., Игнатьев И.Э. и др. // Сталь. 2003. № 4. С. 66–67.
5. БродоваИ.Г. // Тр. ХII Всерос. конф. "Строение и свойства металлических ишлаковых расплавов". (Екатеринбург, 22–26 сент. 2008 г.). Екатеринбург: УрО РАН, 2008. С. 6–8.
6. БродоваИ.Г. // Тез. докл. 3-й Рос. конф. по наноматериалам "НАНО-2009".(Екатеринбург, 20–24 апр. 2009 г.). Екатеринбург: Ур. изд-во, 2009. С. 279–282.
7. ШиринкинаИ.Г., Бродова И.Г., Кайгородова Л.И. и др. // Там же. С. 396–398.
8. ВалиевР.З. Наноструктурные материалы, полученные интенсивной пластической деформацией.М.: Логос, 2000.
9. КарповМ.И., Коржов В.П., Внуков В.И. // Тез. докл. 3-й Рос. конф. понаноматериалам "НАНО-2009". (Екатеринбург, 20–24 апр. 2009 г.). Екатеринбург: Ур. изд-во, 2009. С. 24–26.
10. Пат. 2182191(РФ). Способ покрытия стальной полосы алюминием / Э.А. Пастухов, Н.А. Ватолин,Ю.В. Концевой и др. 2002.
11. Le Bail A., Duroy H., Fourquet J.L. // Mat. Res. Bull. 1988.Vol. 23. Р. 447–452.
12. DiffracPlus: Eva Bruker AXS GmbH, Ostliche.Rheinbruckenstra?e 50, D-76187. Karlsruhe, Germany, 2008.
13. DiffracPlus: Topas Bruker AXS GmbH, Ostliche.Rheinbruckenstra?e 50, D-76187. Karlsruhe, Germany, 2008.
ТЕОРИЯ ИПРОЦЕССЫ ФОРМОВАНИЯ И СПЕКАНИЯ ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ
УДК 669.018.045: 669.19
С.П.Буркин, А.Р. Бекетов, Н.В. Обабков, Я.А. Брынских, А.Н. Бабайлова
Анализуплотняемости порошков молибдена при прессовании и спекании
Экспериментальнопроанализировано влияние насыпной плотности в диапазоне от 0,10 до 1,98 г/см3порошков молибдена и концентраций пластификаторов (растворы глицерина в этиловомспирте и натурального каучука в бензине) на уплотняемость порошков приформовании брикетов и штабиков, а также при их вакуумном спекании (t =1600 ?С). Установлена целесообразность уменьшения уплотнения и давленияпрессования и в тем большей степени, чем меньше насыпная плотность. Сувеличением концентрации пластификатора всегда снижается плотность насыпки ирастет коэффициент уплотнения при спекании. Полученные опытные данные позволяютрационально выбрать параметры технологии изготовления штабиков для обеспечениязаданных конечных размеров. Показано также, что за счет ввода в порошок вкачестве пластификатора натурального каучука в количестве около 0,5 % исходнаяконцентрация кислорода в порошке снижается до допустимого уровня при вакуумномспекании.
Ключевыеслова: порошок молибдена, формование брикетов и штабиков, пластификатор,коэффициент уплотнения, спекание.
С.П. Буркин – канд. техн. наук, ст. науч. сотр., профессор кафедры обработкиметаллов давлением (ОМД) УрФУ (620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, 19). Тел.: (343) 375-46-24. E-mail: spb@mtf.ustu.ru.
А.Р. Бекетов – докт. техн. наук, проф., зав. кафедрой редких металлов УрФУ.Тел.: (343) 374-54-91. E-mail: beketov@dpt.ustu.ru.
Н.В. Обабков – докт. техн. наук, профессор той же кафедры. Тел.: (343)375-47-08. E-mail: obabkov@dpt.ustu.ru.
Я.А. Брынских – студент кафедры ОМД УрФУ. E-mail:liquidfrogweb@uralweb.ru.
А.Н. Бабайлова –студентка той же кафедры. E-mail:sane4ka@el.ru.
Литература
1. БуркинС.П., Андрюкова Е.А., Бекетов А.Р. и др. // Цв. металлы. 2009. № 12. С.83.
2. Пат. 2324595(РФ). Устройство для формования длинномерных заготовок из порошковых материалов/ С.П. Буркин, А.Р. Бекетов, Ю.Н. Логинов и др. 2008.
3. ЗеликманА.Н. Молибден. М.: Металлургия, 1970.
4. ЛибенсонГ.В. Производство спеченных изделий. М: Металлургия, 1982.
5. Burkin S.P., Beketov A.R., Obabkov N.V. et al. // Frictionand Wear. 2009. Vol. 30, № 2. Р. 87
ТЕОРИЯ ИПРОЦЕССЫ ФОРМОВАНИЯ И СПЕКАНИЯ ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ
УДК 621.762 :669.1
Р.В.Батиенков, Ж.В. Еремеева, В.Ю. Дорофеев
Исследованиетехнологии горячей штамповки в присутствии жидкой фазы на основе порошковойкомпозиции Fe–B
Предложенатехнология горячей штамповки порошковых композиций Fe–B в присутствии жидкойфазы. Показано, что введение 0,25 мас.% бора к железному порошку увеличиваетпоказатели прочности и износостойкости, улучшает качество межчастичногосращивания.
Ключевыеслова: порошковая шихта, горячая штамповка, добавки бора, жидкая фаза,износостойкость, прочность, пористые порошковые материалы, трещиностойкость.
Р.В.Батиенков – науч. сотр. ЦНИИЧермет (105005, г. Москва, 2-я Бауманская ул., 9/23). E-mail: ugich@bk.ru.
Ж.В.Еремеева – докт. техн. наук, доцент кафедры порошковой металлургии,композиционных материлов и функциональных покрытий МИСиС (119049, г. Москва, В-49, Ленинский пр-т, 4). Тел.: (495) 638-44-09. E-mail:eremeeva-shanna@yandex.ru.
В.Ю. Дорофеев –докт. техн. наук, профессор кафедры материаловедения и технологии металловЮРГТУ–НПИ (346428, Ростовская обл., г. Новочеркасск, ул. Просвещения, 132).Тел.: (8635) 25-54-09. E-mail: dvyu56.56@mail.ru.
Литература
1. Дорофеев Ю.Г.Динамическое горячее прессование пористых порошковых заготовок. М.:Металлургия, 1977.
2. ДорофеевВ.Ю., Селевцова И.В. // Порошк. металлургия. 2001. № 1-2. С. 24–31; № 3-4.С. 64–70; № 9-10. С. 13–19.
3. ДорофеевВ.Ю., Селевцова И.В. // МиТОМ. 2000. № 12. С. 19–23.
4. ДорофеевЮ.Г., Сергеенко С.Н. // Изв. вузов. Сев.-Кавк. рег. Техн. науки. 2005.Спец. вып. Композиционные и порошковые материалы. С. 4–5.
5. Kapranos P. // Powder metal. 1996. Vol.39, № 3. P. 164.
6. Brooks R.G., Moore C., Leatham A.G., Coombs J.S. // Ibid. 1977. Vol. 20, № 2. P. 100–102.
7. Grant N.J., Ucok I., Matsuo S. // Proc.Inter. symp. on low-carbon steels for the 90's’ / Eds. R. Asfahani, G. Tither. Warrendale:TMS, 1993. P. 71–79.
8. ДорофеевВ.Ю., Батиенков Р.В., Водолаженко Р.А. // Порошковая металлургия: Респ.межвед. сб. науч. тр. Минск: ГНПО порошковой металлургии, Ин-т порошковойметаллургии, Изд. дом "Белорусская наука", 2007. Вып. 30. С. 30–34.
9. Семенов Б.И.,Бочаров Ю.А., Куштаров К.М. и др. // Кузн.-штамп. пр-во. Обработка металловдавлением. 2006. № 10. С. 33–43.
10. Дорофеев В.Ю., Батиенков Р.В., Водолаженко Р.А., Ганшин А.В. //Новые материалы и изделия из металлических порошков: Технология. Производство.Применение (ТПП-ПМ2008): Сб. тр. науч.-практ. сем. Йошкар-Ола: ООО "ППЦентр Принт", 2008. С. 30–34.
11. Shenhua S., Tingdong X., Zhexi Y., Zongsen Y. // Acta Met. Mater. 1991. Vol. 39. Р. 909.
12. Thomas B.J., Henry G. //Proc. Intern. Symp. on Boron Steels. N.Y: Metal. Soc. AIME, 1980. P. 80.
13. Kulkarni K.M., Ashurst A., Svilar M. // Modern Developments in Powder Metallurgy. 1980. Vol. 13.P. 93.
14. Taylor K.A. // Metall. Trans. A. 1992. Vol. 23A. Р. 107.
15. Morttimer D.A. // Proc.of 4-th Bolton Landing Conf. on Grain Boundaries in Engineering Materials (LakeGeorge, N.Y., 9–12 June 1974). N.Y.: Claitons Publ. Division, 1974. Р.647.
16. Гринберг Е.М. Металловедение борсодержащих конструкционныхсталей. М.: МИСиС, 1997.
17. Дьячкова Л.Н., Керженцева Л.В., Маркова Л.В. Порошковыематериалы на основе железа. Минск: Тонпик, 2004.
18. Федорченко И.М., Андриевский Р.А. Основы порошковой металлургии.Киев: АН УССР, 1963.
19. Волхонский А.А. // Изв. вузов. Сев.-Кавк. рег. Техн. науки. 2005.№ 2. С. 77–78.
20. Волхонский А.А. // Там же. Спец. вып.: Актуальные проблемымашиностроения. С. 44–47.
21. Гринберг Е.М., Кузьмина Н.Е., Корольков В.В. // Сталь. 1991. №11. С. 75–77.
22. Машков А.К., Черниенко В.В., Гутковская З.П. // Порошк.металлургия. 1973. № 1. С. 38–43.
23. Либенсон Г.А. Основы порошковой металлургии. М.: Металлургия,1975.
24. Новиков Н.В., Дуб С.Н., Булычов С.Н. // Завод. лаб. 1988. № 7. С.60–67.
25. Дорофеев Б.Ю., Дорофеев В.Ю., Иващенко Ю.Н. и др. // Порошк.металлургия. 1990. № 10. С. 32–38; 1990. № 12. С. 18–21; 1991. № 2. С. 32–38.
26. Ворошнин Л.Г., Ляхович Л.С. Борирование стали. М.: Металлургия,1978.
САМОРАСПРОСТРАНЯЮЩИЙСЯВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ СИНТЕЗ
УДК 621.793.18 :620.17
Ф.В.Кирюханцев-Корнеев, К.А. Купцов, А.Н. Шевейко, Е.А. Левашов, Д.В. Штанский
Износостойкиепокрытия Ti–Al–Si–C–N, полученные методом магнетронного распыления СВС-мишеней
Представленырезультаты исследования твердых износостойких наноструктурных покрытий всистеме Ti–Al–Si–C–N, полученных методом магнетронного распылениямногокомпонентных композиционных мишеней с различным соотношением металлическихи неметаллических компонентов. Покрытия наносились в реакционной газовой смесипри постоянных значениях температуры подложки и напряжения смещения. Структурапокрытий была изучена с использованием рентгенофазового анализа, оптической эмиссионнойспектроскопии тлеющего разряда, сканирующей и растровой электронноймикроскопии. Механические и трибологические свойства определялись с помощьюметодов наноиндентирования и скратч-тестирования, а также путем трибологическихиспытаний по схеме "стержень–диск". Результаты исследований показали,что основу покрытий составляет ГЦК-фаза на основе карбонитрида титана сосредним размером кристаллитов 2–20 нм, расположенная в аморфной матрице.Покрытия оптимального состава обладают твердостью 40–50 ГПа, стабильнымкоэффициентом трения < 0,55, адгезионной прочностью ≥ 50 H и скоростьюизноса < 1·10-5 мм3/(Н·м).
Ключевыеслова: наноструктурные покрытия, магнетронное напыление, СВС-мишени,твердость, коэффициент трения, износостойкость.
Ф.В. Кирюханцев-Корнеев – канд. техн. наук, доцент кафедрыпорошковой металлургии и функциональных покрытий (ПМиФП), ст. науч. сотр. НУЦСВС МИСиС (119049, Москва, В-49, Ленинский пр-т, 4). Тел.: (495) 638-46-59.E-mail: kiruhancev-korneev@yandex.ru, k-k@misis.ru.
А.Н. Шевейко – науч. сотр. НУЦ СВС МИСиС. E-mail: sheveyko@mail.ru.
Е.А. Левашов – докт. техн. наук, акад. РАЕН, проф., зав. кафедрой ПМиФП,директор НУЦ СВС МИСиС. Тел.: (495) 638-45-00. E-mail: levashov@shs.misis.ru.
Д.В. Штанский – докт. физ.-мат. наук, профессор кафедры ПМиФП, гл. науч. сотр.НУЦ СВС МИСиС. Тел.: (495) 236-66-29. E-mail: shtansky@shs.misis.ru.
К.А. Купцов –аспирант, инженер НУЦ СВС. E-mail: koster_koster@mail.ru.
Литература
1. Cselle T. // Vacuum’s Best. 2005. Vol. 17. P. 33.
2. Derflinger V.H., Schutze A., Ante M. // Surface Coat.Technol. 2006. Vol. 200. P. 4693.
3. Vennemann A., Stock H.-R., Rambadt S. // Ibid. 2003. Vol.174-175. P. 408.
4. Shtansky D.V., Kiryukhantsev-Korneev Ph.V., Bashkova I.A.et al. // Int. J. Refract. Met. Hard Mater. 2010. Vol. 28. P. 32.
5. PalDey S., Deevi S.C. // Mater. Sc. Eng. 2003. № A342. P. 58
6. Yoon S.-Y., Lee K.O., Kang S.S., Kim K.H. // J. Mater.Proc. Technol. 2002. Vol. 130-131. P. 260.
7. Кирюханцев-КорнеевФ.В., ШевейкоА.Н., ЛевашовЕ.А., ШтанскийД.В. // Вопросы материаловедения. 2008. Т. 2, № 54. P. 187.
8. Shtansky D.V., Kiryukhantsev-Korneev Ph.V., Sheveyko A.N.et al. // Surface Coat. Technol. 2009. Vol. 203. P. 3595.
9. Shtansky D.V., Levashov E.A., Sheveiko A.N., Moore J.J. //J. Mater. Synth. Process. 1998. Vol. 6(1). P. 61.
10. Shtansky D.V., Levashov E.A., Sheveiko A.N., Moore J.J. // Metal. and Mater. Trans. A. 1999. Vol. 30, № 9. P. 2439.
11. Veprek S., Jilek M. // Vacuum. 2002. Vol. 67. P. 443.
12. Kelly P.J., Arnell R.D. // Ibid. 2000. Vol. 56, № 3. P.159.
13. Kelly P.J., Beevers C.F., Henderson P.S. et al. //Surface Coat. Technol. 2003. Vol. 174-175. P. 795.
14. Audronis M., Rosli Z.M., Leyland A. et al. // Ibid. 2008.Vol. 202. P. 1470.
15. Audronis M., Leyland A., Matthews A. et al. // PlasmaProcess. Polym. 2007. Vol. 4. P. 687.
16. Левашов Е.А., Погожев Ю.С., Рогачёв А.С. и др. // Изв. вузов. Порошк. металлургия и функц. покрытия. 2010. №3. C. 26.
17. Levashov E.A., Kurbatkina V.V., Patsera E.I. et al. //Rus. J. Non-Ferrous Metals. 2010. Vol. 51, № 5. P. 403.
18. ЛевашовЕ.А., Штанский Д.В., Киpюханцев-Коpнеев Ф.В. и др. // Деформация иразрушение материалов. 2009. № 11. C. 19.
19. Shtansky D.V., Lyasotsky I.V., D’yakonova N.B. et al. //Surface and Coat. Technol. 2004. Vol. 182. P. 210.
20. Meng W.J., Zhang X.D., Shi B. // J. Mater. Res. 2002.Vol. 17. P. 2628
21. Кирюханцев-КорнеевФ.В., ШевейкоА.Н., КомаровВ.А. и др. // Изв. вузов. Порошк. металлургия и функц. покрытия. 2010. №2. C. 39
22. Audronis M., Kelly P.J., Arnell R.D., Valiulis A.V. //Surface and Coat. Technol. 2006. Vol. 200. P. 4166.
23. Кирюханцев-КорнеевФ.В., Петржик М.И., Шевейко А.Н. и др. // Физика металлов и металловедение.2007. Т. 104, №2. С. 176.
24. Кирюханцев-КорнеевФ.В., Штанский Д.В., Шевейко А.Н. и др. // Там же. 2004. Т.97, № 3. С. 96.
25. Shtansky D.V., Levashov E.A., Glushankova N.A. et al. //Surface and Coat. Technol. 2004. Vol. 182. P. 101.
САМОРАСПРОСТРАНЯЮЩИЙСЯВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ СИНТЕЗ
УДК [536.46 +66.091.3-977] : 666.762.93
Л.Н.Чухломина, О.Г. Витушкина, А.Н. Аврамчик
Взаимодействиеферросиляция с азотом в присутствии цирконового и ильменитового концентратов впроцессе СВС
Проведен расчетравновесий в системах ферросилиций–циркон–азот и ферросилиций–ильменит–азот.Экспериментально изучены процессы азотирования этих композиций и выполненосравнение опытных и расчетных данных. Установлено, что горение в системахферросилиций–добавка–азот удается реализовать при содержании добавки циркона неболее 60 %, а ильменита – не выше 40 %. Состав конечного продукта смеси сцирконом включает Si3N4, Fe, Si2N2Oи ZrO2, а с ильменитом – Si3N4, Fe, Si2N2Oи TiN. Отсутствие ZrN в первом случае противоречит, а присутствие TiN впоследнем – соответствует результатам проведенного расчета.
Ключевыеслова: термодинамический расчет, самораспространяющийся высокотемпературныйсинтез, керамические композиции на основе нитрида.
Л.Н. Чухломина – канд. техн. наук, ст. науч. сотр. ОСМ ТНЦ СО РАН (634021, г. Томск, пр-т Академический, 10/3). Тел.: (3822) 49-22-94. E-mail: liudnik@yandex.ru.
О.Г. Витушкина – вед. инженер ОСМ ТНЦ СО РАН. E-mail:olchik4@yandex.ru.
А.Н. Аврамчик –науч. сотр. ОСМ ТНЦ СО РАН. E-mail: aleck@dsm.tsc.ru.
Литература
1. ГнесинГ.Г., Осипова И.И. // Порошк. металлургия. 1981. № 4. С. 33.
2. ШипиллоВ.Б., Аниченко Н.Г., Старченко И.М. и др. // Неорган. матер. 1997. Т. 33, №10. С. 1269.
3. МержановА.Г. Процессы горения и синтез материалов. Черноголовка: ИСМАН, 1999.
4. Пат. 2257338(РФ). Способ получения нитрида кремния / Л.Н. Чухломина, Ю.М. Максимов, А.Н.Аврамчик. 2005.
5. ЧухломинаЛ.Н., Максимов Ю.М. // Журн. прикл. химии. 2009. Т. 82, № 5. С. 705.
6. Пат. 2351435(РФ). Способ получения композиционного керамического порошка на основе нитридакремния и диоксида циркония и шихта для его осуществления / Л.Н. Чухломина,О.Г. Витушкина, Ю.М. Максимов. 2009.
7. Пат. 2382690(РФ). Способ получения композиционного керамического порошка на основе нитридакремния и нитрида титана / Л.Н. Чухломина, О.Г. Витушкина, Ю.М. Максимов. 2010.
8. ЧухломинаЛ.Н., Витушкина О.Г., Голобоков Н.Н., Верещагин В.И. // Стекло и керамика.2008. № 2. С. 8.
9. ЧухломинаЛ.Н., Витушкина О.Г., Максимов Ю.М. // Перспективные материалы. 2008. № 5.С. 79.
10. Чухломина Л.Н. //Стекло и керамика. 2009. № 8. С. 21.11. Моисеев Г.К., Вяткин Г.П. Термодинамическоемоделирование в неорганических системах. Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 1999. 12. КубашевскийО., Олкокк С.Б. Металлургическая термохимия. М.: Металлургия, 1982. 13. СамсоновГ.В., Виницкий И.М. Тугоплавкие соединения: Справочник. М.: Металлургия,1976.
14. МержановА.Г. // Процессы горения в химической технологии и металлургии.Черноголовка, 1975. С. 5.
15. Диаграммысостояния двойных и многокомпонентных систем на основе железа / Под ред. О.А.Банных. М.: Металлургия, 1986.
16. ЧухломинаЛ.Н. // Журн. прикл. химии. 2007. Т. 80, № 11. С. 1768.
17. ТороповН.А., Барзаковский В.П., Лапин В.В., Курцева Н.Н. Диаграммы состояниясиликатных систем. Л.: Наука, 1969.
18. Rocabois P., Chatillon C., Bernard C. // J. Amer. Ceram.Soc. 1996. Vol. 79, №5. Р. 1361.
ТУГОПЛАВКИЕ,КЕРАМИЧЕСКИЕ И КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ
УДК.621.762.620.22-419: 669.25
О.В.Анисимов, В.И. Костиков, Е.В. Лобачева, В.И. Пузик, Ю.В. Штанкин
Разработкаметаллокомпозитов на основе алюминия, упрочненных наночастицами тугоплавкихсоединений
Показанывозможности применения процесса кристаллизации жидкого алюминия в полецентрифуги для создания градиентных композиционных материалов, упрочненныхдисперсными частицами SiC, а также наночастицами SiC и ZrO2.Установлено, что путем введения в исходной расплав предварительно спрессованныхсмесей порошков Al и армирующих компонентов можно получить равномерноераспределение частиц в композиционном материале. Установлено взаимодействиеактивированных дисперсных и наноразмерных частиц SiC с алюминиевой матрицей.Показано, что при легировании порошков Al наночастицами имеет место отклонениеот классических представлений о зависимости размеров зерна матричной фазы,упругих, прочностных и пластических характеристик от содержания армирующейфазы.
Ключевыеслова: центрифуга, алюминий, наночастица, прочность, металлокомпозит,упрочнение.
О.В. Анисимов – науч. сотр. ОАО «Русские сплавы» (109383, г. Москва, ул. Полбина, 45, стр. 3). E-mail: oanisimov@rambler.ru.
В.И. Костиков – докт. техн. наук, чл.-корр. РАН, профессор кафедры порошковойметаллургии, композиционных материалов и функциональных покрытий МИСиС (119049, г. Москва, В-49, Ленинский пр-т, 4). Тел. (495) 638-46-42. E-mail: zeinalova@rambler.ru.
Е.В. Лобачева – студентка той же кафедры. E-mail:z_a_y_a@rambler.ru.
В.И. Пузик – студентка той же кафедры. E-mail:vero4ka15061987@bk.ru.
Ю.В. Штанкин –науч. сотр. ОАО «Русские сплавы». Тел.: (495) 776-32-01. E-mail:shtankin@mail.ru.
Литература
1. Композиционныематериалы: Справочник / Под ред. Д.М. Карпиноса, Киев: Наук. думка, 1985.
2. ПоповА.В., Жестовский И.Д. // Пути экономии металлов при конструировании ипроизводстве отливок: Тр. НТК. Пенза: НТК, 1984. С. 49–56.
3. ПоповА.В., Жестовский И.Д. // Технология машиностроения. 1985. 7128 деп. № 67НШ-85 деп. С. 13–15.
4. ПортнойК.И., Бабич Б.Н. Дисперсно-упрочненные материалы. М.: Металлургия, 1974.
5. БатышевА.И. Кристаллизация металлов и сплавов под давлением. М.: Металлургия,1977.
6. ОбразцовИ.Ф., Лурье С.А., Белов П.А. и др. // Механика композиционных материалов иконструкций. 2004. Т. 10, № 3. С. 596 612.
7. ЛурьеС.А., Дудченко А.А., Литвинов В.Б. и др. Моделирование и прогнозмеханических характеристик композиционных материалов, армированных микро- инановключениями, с использованием теории межфазного слоя // Сб. тр. 5-й Моск.междунар. конф. "Теория и практика технологий производства изделий изкомпозиционных материалов и новых металлических сплавов. М.: Знание, 2008.
ПОРИСТЫЕМАТЕРИАЛЫ И БИОМАТЕРИАЛЫ
УДК 666.3 –127.7 : 666.762.52
И.Р.Зиганьшин, С.Е. Порозова
Материалы смикро- и нанопористостью на основе диоксида циркония с различным содержаниемстабилизирующей добавки
Исследовановлияние содержания стабилизирующей добавки на фазовый состав и формированиепорового пространства в материалах на основе ZrO2, полученныхтермогелевым литьем. Методом спектроскопии комбинационного рассеяния света(рамановской спектроскопии) показано, что на основе частично стабилизированногодиоксида циркония могут быть получены пористые материалы с содержаниеммоноклинной фазы свыше 50 %. Стабилизация ZrO2 оксидом иттрия вколичестве 8 и 15 мас.% приводит к выделению только тетрагональной икубической фаз соответственно. Все полученные материалы имеют бимодальноераспределение пор по размерам. Установлено, что увеличение содержания Y2O3в порошке приводит к уменьшению размера пор и их количества. Показано, чтотемпература спекания практически не влияет на пористость образцов, при этом ихфазовый состав также остается неизменным.
Ключевыеслова: термогелевое литье, диоксид циркония, пористость, фазовый состав,оксид иттрия.
С.Е. Порозова – докт. техн. наук, вед. науч. сотр. НЦ ПМ ПГТУ, профессоркафедры порошкового материаловедении ПГТУ (614013, г. Пермь, ул. Профессора Поздеева, 6). Тел.: (342) 239-11-99. E-mail: keramik@pm.pstu.ac.ru.
И.Р. Зиганьшин –мл. науч. сотр. НЦ ПМ ПГТУ, аспирант той же кафедры.
Литература
1. ГузманИ.Я. // Стекло и керамика. 2003. № 9. С. 28.
2. МорозоваЛ.В., Лапшин А.Е. // Физика и химия стекла. 2009. Т. 35, № 3. С. 114.
3. КравчикК.В., Пашкова Е.В., Белоус А.Г. и др. // Неорган. материалы. 2007. Т. 43, №6. С. 712.
4. ДаниленкоИ.А., Фомченко В.А., Константинова Т.Е. и др. // Конструкции изкомпозиционных материалов. 2007. № 1. С. 14.
5. ЛукинЕ.С., Макаров Н.А., Попова Н.А.и др. // Стекло и керамика. 2003. № 9. С.32.
6. КульметьеваВ.Б., Порозова С.Е., Красный Б.Л. и др. // Новые огнеупоры. 2009. № 11. С.42.
7. Millan A.J., Santacruz I., Sanchez-Herencia A.J. et al. // Adv. Eng. Mater. 2002. Vol. 4, № 12. P. 913.
8. Prabhakaran K., Melkeri A., Gokhale N.M. et al. // Ceram. Inter. 2009. Vol. 35. P. 1487.
9. Liang В., Ding Ch, Liao H., Coddet Ch. // J. Eur. Ceramic Soc. 2009. Vol. 29. P. 2267.
10. Kumari L., Du G.H., Li W.Z. // Ceram. Inter. 2009. Vol. 35. P. 2401.
11. Ghosh A., Suri A.K., Pandey M. // Mater. Lett. 2006. Vol. 60. P. 1170.
12. Акимов Г.Я., Маринин Г.А., Чайка Э.В. //Письма в ЖТФ. 2006. Т. 3, № 3. С. 49.
ПОРИСТЫЕ МАТЕРИАЛЫ И БИОМАТЕРИАЛЫ
УДК: 54.062,549.086, 621.762
А.С.Мазной, А.И. Кирдяшкин, Ю.М. Максимов
Методикистереометрического анализа морфологии пористых проницаемых материалов
Разработаныстереометрические методики для оценки морфологии материалов со сложнойструктурой пористости. Они позволяют определять количественные характеристикиструктуры в трехмерной интерпретации, такие как размер пористого канала,площадь поверхности открытой пористости, размер элемента скелета пористойструктуры. Все методики адаптированы для возможности компьютерной обработкиданных об исследуемых материалах, получаемых с помощью компьютерныханализаторов изображения. Модернизирован метод Салтыкова для определения числазамкнутых пор и параметров распределения их размеров (диаметров) погеометрическому ряду в объеме материала, позволяющий расширить число изучаемыхразмерных групп и варьировать значение знаменателя геометрического рядадиаметров. Показаны методические особенности расчета параметров анизотропииструктур.
Ключевыеслова: пористые проницаемые материалы, стереометрическая металлография.
А.С. Мазной – аспирант кафедры математической физики ТГУ (634050, г. Томск, пр-т, Ленина, 36). E-mail: maznoy_a@mail.ru.
А.И. Кирдяшкин – канд. физ.-мат. наук, зав. лабораторией физической активацииОСМ ТНЦ СО РАН (634021, г. Томск, пр-т Академический, 10/3). Тел.: (3822)492-497.
Ю.М. Максимов –докт. тех. наук, проф., заведующий ОСМ ТНЦ СО РАН. Тел.: (3822) 492-702.E-mail: maks@fisman.tomsk.ru.
Литература
1. СкороходВ.В. // Порошк. металлургия. 1995. № 1-2. С. 53.
2. ОликерВ.Е., Гридасова Т.Я., Притуляк А.А. // Там же. 2008. № 11-12. С. 117.
3. СалтыковС.А. Стереометрическая металлография (Стереология металлическихматериалов). М.: Металлургия, 1976.
4. ЧернявскийК.С. Стереология в металловедении. М.: Металлургия, 1977.
5. БоровинскаяИ.П. СВС-керамика: синтез, технология, применение // Инженер. Технолог.Рабочий. 2002. № 6(18). С. 28–35.
6. Пористыепроницаемые материалы: Спр. изд. / Под ред. С.В. Белова. М.: Металлургия, 1987.
7. ГетьманО.И., Чернышёв Л.И. // Порошк. металлургия. 2003. № 11-12. С. 102.
8. МедведевН.Н., Безруков А., Штоян Д. // Журн. структ. химии. 2004. Т. 45 (Прил.). C.24.
9. БеловН.В. Структура ионных кристаллов и металлических фаз. М.: Изд-во АН СССР,1947.
10. Солонин С.М., Чернышев Л.И. // Порошк. металлургия. 2008. № 9-10.С. 76.
11. Солонин С.М., Чернышёв Л.И. // Там же. № 11-12. С. 71.
ПОРИСТЫЕ МАТЕРИАЛЫ И БИОМАТЕРИАЛЫ
УДК 536.24
Ю.А.Кирсанов, Е.А. Марфин, В.А. Данилов, Г.В. Башкирцев
Моделированиегеометрических и теплофизических свойств низкопористой структуры
Построеныгеометрические модели низкопористых структур с кубической, гексагональной итетраэдрической укладками зерен. Выведены формулы для объемной пористости,просветности, удельной поверхности и эквивалентных диаметров каналов иперемычек каркаса для каждой укладки. Предложены уравнения для относительныхтеплофизических параметров каркаса – тепло- и температуропроводности.Сравнительный анализ полученных результатов с литературными данными показал ихудовлетворительное совпадение.
Ключевыеслова: пористая структура, модель, геометрия, каркас, пористость,просветность, удельная поверхность, эквивалентный диаметр, теплопроводность,температуропроводность.
Ю.А. Кирсанов – докт. техн. наук, вед. науч. сотр. лаборатории теплофизическихисследований ИЦ ПЭ КазНЦ РАН (420111, г. Казань, а/я 190, ул. Лобачевского,2/31). Тел.: (843) 292-75-05. E-mail: kirsanov-yury@mail.ru.
Е.А. Марфин – канд. техн. наук, ст. науч. сотр. лаборатории основ энергоэффективныхтехнологий восполнения природных топлив ИЦ ПЭ Каз НЦ РАН. E-mail:marfin@mail.knc.ru, marfin76@mail.ru.
В.А. Данилов – аспирант кафедры автоматизации технологических процессов ипроизводств КГЭУ (420066, г. Казань, ул. Красносельская, 51). E-mail:agronomcereteli@mail.ru.
Г.В. Башкирцев –мл. науч. сотр. НЦ ПМ ПГТУ (614013, г. Пермь, ул. Проф. Поздеева, 6). E-mail:griga_83@mail.ru.
Литература
1. Научныеосновы технологий XXI века / Под общ. ред. А.И. Леонтьева, Н.Н. Пилюгина, Ю.В.Полежаева, В.М. Поляева. М.: УНПЦ "Энергомаш", 2000.
2. ПолежаевЮ.В., Юревич Ф.Б. Тепловая защита / Под ред. А.В. Лыкова. М.: Энергия,1976.
3. ПоляевВ.М., Майоров В.А., Васильев Л.Л. Гидродинамика и теплообмен в пористыхэлементах конструкций летательных аппаратов. М.: Машиностроение, 1988.
4. БасниевК.С., Дмитриев Н.М., Розенберг Г.Д. Нефтегазовая гидромеханика. М.-Ижевск:Ин-т компьютерных исследований, 2005.
5. ЧудновскийА.Ф. Теплофизические характеристики дисперсных материалов. М.: Физматлит,1962.
6. ВасильевЛ.Л., Танаева С.А. Теплофизические свойства пористых материалов. Минск:Наука и техника, 1971.
7. ДульневГ.Н., Заричняк Ю.П. Теплопроводность смесей и композиционных материалов:Справочник. Л.: Энергия, 1974.
8. НиколаевС.А., Николаева Н.Г., Саламатин А.Н. Теплофизика горных пород. Казань:Изд-во КГУ, 1987.
9. ЛипаевА.А., Хисамов Р.С., Чугунов В.А. Теплофизика горных пород нефтяныхместорождений. М.: ООО "Недра-Бизнес-центр", 2003.
10. Лейбензон Л.С. Движение природных жидкостей и газов в пористойсреде. М.-Л.: ОГИЗ, 1947.
11. Богоявленский Р.Г. Гидродинамика и теплообмен ввысокотемпературных ядерных реакторах с шаровыми ТВЭЛами. М.: Атомиздат, 1978.
12. Швидлер М.И. Статистическая гидродинамика пористых сред. М.:Недра, 1985.
13. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике (для научных работникови инженеров) / Пер. с англ. под ред. И.Г. Арамановича. М.: Наука, 1974.
МОДИФИЦИРОВАНИЕПОВЕРХНОСТИ, В ТОМ ЧИСЛЕ ПУЧКАМИ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ, ПОТОКАМИ ФОТОНОВ И ПЛАЗМЫ
УДК 541.138.2
А.Г. Ракоч,И.В. Бардин, В.Л. Ковалев, Т.Г. Аванесян, А.Г. Сеферян
Микродуговоеоксидирование легких конструкционных сплавов. Часть 2. Влияние формы тока накинетику роста микродуговых покрытий на поверхности легких конструкционныхсплавов в щелочных (pH ≤ 12,5) электролитах
На основанииэкспериментальных данных предложен механизм влияния катодной составляющейпеременного тока на кинетику роста и предельную толщину микродуговых покрытий,формируемых на поверхности алюминиевых и магниевых сплавов. Показано, что приМДО катодная составляющая переменного тока увеличивает (в случае Al-сплава)либо уменьшает (для Mg-сплава) количество эффективных микродуговых разрядоввследствие возрастания pH электролита в сквозных порах покрытия и повышениитемпературы при протекании процесса МДО.
Ключевыеслова: микродуговое оксидирование, форма тока, толщина и скорость ростапокрытий, катодная составляющая переменного тока, микродуговые покрытия.
А.Г. Ракоч – докт. хим. наук, профессор кафедры защиты металлов итехнологии поверхности МИСиС (119049, г. Москва, В-49, Ленинский пр-т, 4).Тел.: (495) 638-46-83. E-mail: rakoch@mail.ru.
И.В. Бардин – аспирант той же кафедры. E-mail:bardin_ilya@list.ru.
В.Л. Ковалев – аспирант той же кафедры. E-mail:emamfitor@gmail.com.
Т.Г. Аванесян – студент той же кафедры. E-mail:tachat_a@hotmail.com.
А.Г. Сеферян –аспирант той же кафедры. E-mail:sef-on@mail.ru.
Литература
1. РакочА.Г., Бардин И.В., Ковалев В.Л., Аванесян Т.Г. // Изв. вузов. Порошк.металлургия и функц. покрытия. 2011. № 2. С. 58–62.
2. ТомашовН.Д., Тюкина М.Н. , Заливалов Ф.П. Толстослойное анодирование алюминия иалюминиевых сплавов. М.: Машиностроение, 1968.
3. РакочА.Г., Дуб А.В., Бардин И.В. и др. // Коррозия: Материалы, защита. 2009. №11. С. 32–36.
4. РакочА.Г., Магурова Ю.В., Бардин И.В. и др. // Там же. 2007. № 12. С. 36–40.
5. МарковГ.А., Терлеева О.П., Шулепко Е.К. // Повышение износостойкости деталейгазонефтяного оборудования за счет реализации эффекта избирательного переноса исоздания износостойких покрытий: Науч. тр. МИНХиГП им. И.М. Губкина / М.:МИНХиГП, 1985.
6. РакочА.Г., Хохлов В.В., Баутин В.А. и др. // Защита металлов. 2006. Т 42, № 2.С. 173–184.
7. ТомашовН.Д., Чернова Г.П. Теория коррозия и коррозионностойкие конструкционныесплавы: Учеб. пос. для вузов. М.: Металлургия, 1993.
МОДИФИЦИРОВАНИЕПОВЕРХНОСТИ, В ТОМ ЧИСЛЕ ПУЧКАМИ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ, ПОТОКАМИ ФОТОНОВ И ПЛАЗМЫ
УДК 539.12 :539.21 : 620.197
В.В. Углов,Г.Е. Ремнев, А.К. Кулешов, В.М. Асташинский, М.С. Салтымаков
Модификациятвердого сплава Т15К6 мощными импульсными ионными пучками и компрессионнымиплазменными потоками
Исследованоизменение морфологии, фазового состава, твердости поверхностных слоев,микроструктуры и элементного состава внутренних слов твердого сплава послевоздействия мощными импульсными ионными пучками (МИП) и компрессионнымиплазменными потоками (КПП). Обнаружено, что толщина оплавленного поверхностногослоя возрастает до 3–4 мкм после воздействия МИП – 300 импульсов длительностью9·10–2 мкс с суммарной плотностью энергии 430 Дж/см2.Особенностями обработки КПП являются бoльшее время воздействия импульса (100мкс) и преимущественно конвективное перемешивание оплавленного слоя. Врезультате формируется более толстый слой твердого раствора (W,Ti)C соднородным распределением элементов по глубине и высокой твердостью (30 ГПа).
Ключевыеслова: твердый сплав, импульсный ионный пучок, импульсная плазма,рентгеновская дифракция, твердость.
В.В. Углов –докт. физ.-мат. наук, профессор кафедры физики твердого тела БГУ (220030,Беларусь, г. Минск, пр-т Независимости, 4). Тел.: (375 17) 209-55-12. E-mail: uglov@bsu.by.
А. К. Кулешов – канд. физ.-мат. наук, ст. науч. сотр. той же кафедры. Тел.:(375 17) 226-58-34. E-mail: kuleshak@bsu.by.
Г. Е. Ремнев – докт. физ.-мат. наук, профессор кафедры водородной энергетикии плазменных технологий НИТПУ (634028, г. Томск, пр. Ленина, 2а). E-mail: remnev@epho.tpu.ru.
М. С. Салтымаков – канд. техн. наук, науч. сотр. той же кафедры.
В. М. Асташинский –докт. физ.-мат. наук, зав. сектором физики плазменных ускорителей ИФ НАНБ(220072, Беларусь, г. Минск, пр-т Независимости, 68). Тел.: (375 17) 284-10-65. E-mail:ast@imaph.bas-net.by.
Литература
1. Korotaev A.D., Tsyumentsev A.N., Pinzhin Yu.P., Remnev G.E. // Surface and Coat. Technol. 2004. Vol. 185, № 1. P. 38–49.
2. Shulov V.A., Paikin a A.G.,Belov A.B. et al. // Ibid. 2007. Vol. 201, № 19-20. P. 8654–8658.
3. Ivanov Y.F., Rotshtein V.P., Proskurovsky D.I. et al. // Ibid. 2000. Vol. 125, № 1-3. P. 251–256.
4. Mueller G., Engelko V., Weisenburger A., Heinzel A. // Vacuum. 2005. Vol. 77. P. 469–474.
5. Uglov V.V., Anishchik V.M., Astashinski V.M. et al. // Surface and Coat. Technol. 2005. Vol. 200, № 1. P.245–249.
6. Cherenda N.N., Uglov V.V., Anishchik V.M. et al. // Ibid. 2006. Vol. 200, № 18-19. P. 5334–5342.
7. Upadhyaya G.S. // Mater. & Design. 2001.Vol. 22, № 6. P. 483–489.
8. Mas-Guindal M.J., Contreras L., Turrillas X. et al. // J. Alloys and Compounds. 2006. Vol. 419. P.227–233.
9. Saidi A., Barati M. // J. Mater. Prod.Tec. 2002. Vol. 124. P. 166–170.
10. Hao S.Z., Qin Y., Mei X.X. et al. // Surface and Coat. Technol. 2007. Vol. 201, №19-20. P. 8588–8595.
11. Pogrebnjak A.D., Shablya V.T., Sviridenko N.V. et al. // Ibid.1999. Vol. 111, № 1. P. 46–50.
12. Бойко В.И., Валиев А.Н., Погребняк А.Д. // Успехи физ. наук.1999. Т. 169, № 11. С. 1243–1271.
13. Стальмашенок Е.К. Структурно-фазовые состояния и механическиесвойства слоев углеродистой стали, легированной металлами под действиемкомпрессионных плазменных потоков: Дис. … канд. физ.-мат. наук. Минск: БГУ,2008.
14. Астапчик С.А., Береза Н.А. // Физика металлов и металловедение. 2007.Т. 103, № 1. С. 3–14.
ХРОНИКА
УДК 621.762
В.Г.Азизбекян, А.М. Кожин, В.Т. Кофтелев, А.А. Русяев, Г.А. Коржанкова, И.П.Шишкина, М.В. Гущеваров, В.В. Наумов
Техническаяполитика ОАО «Автоваз» и ООО «Дмитровградский завод порошковой металлургии» в областиметаллических порошков
Изложеныосновные элементы работы – «правила» – в области металлических порошков,разработанные в процессе более чем 40-летней совместной работы специалистамицеха порошковой металлургии, управления лабораторно-испытательных работ ОАО «АВТОВАЗ»и ООО «Димитровградский завод порошковой металлургии». Описанный опыт можетбыть полезен другим предприятиям, работающим в области порошковой металлургии.
Ключевыеслова: порошки, порошковая металлургия, железо, свойства, исследования, методики,производства, правила.
