Ключ. слова: решетка, параметр, твердый раствор, микротвердость, хром
Індекс рубрикатора НБУВ: К225.08

Шифр НБУВ: Ж14161 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований по влиянию скоростной электротермической обработки (электроконтактного нагрева) на структуру и свойства спеченных порошковых металлов и сплавов на основе железа, легированных Cr, Mo, Mn и Ni. Исследовано развитие их пористой структуры непосредственно под воздействием прохождения тока. Установлено, что с помощью скоростного электронагрева спеченный материал приобретает более плотную однородную структуру с более высокими механическими свойствами, чем при обычном печном спекании. Определено, что процесс спекания значительно ускоряется и удешевляется. Охарактеризованы движущие силы и кинетика диффузионных процессов при спекании металлических порошков. Проанализированы структура и механические свойства спеченных электронагревом порошковых материалов и обоснована целесообразность использования данного метода для получения всевозможных изделий из функциональных материалов, а также при разработке нанотехнологий и создании наноматериалов.

Досліджено вплив швидкісного електроконтактного нагріву на зміну фазового складу, дефектність структури, пористість, щільність і механічні властивості спечених порошкових сплавів на основі заліза залежно від вмісту в них вуглецю, тиску пресування, температури та часу ізотермічної витримки за умов температуры спікання. Встановлено, що з допомогою швидкісного електронагріву в електроспечених матеріалах формується більш щільна однорідна структура, підвищуються механічні властивості у порівнянні з традиційним спіканням цих матеріалів у печі. У даному разі процес спікання значно прискорюється та здешевлюється. Це пояснюється специфікою дії електричного струму на утворення міжчасткових з'єднань під час електроспікання, а також утворенням у структурі електроспечених матеріалів значної кількості мартенситної фази.

Сконструйовано дослідну установку та розроблено технологію спікання за допомогою електроконтактного нагріву кільцеподібних зразків порошкових сплавів на основі заліза, за допомогою метало- і рентгенографічних методів досліджено структуру та властивості цих зразків після спікання. Встановлено, що їх структура є феритно-бейнітно-мартенситною з переважанням мартенситної фази. Після електроспікання матеріал має значні мікронапруги, які зі збільшенням кількості вуглецю зростають. У структурі кільцеподібних зразків виявлено велику кількість хаотично розміщених дислокацій, яка на два та більше порядки вища, ніж кількість дислокацій у вигляді стінок. Це повинно позитивно вплинути на механічні властивості спечених зразків. Зіставлення структури та властивостей спечених кільцеподібних зразків із такими ж характеристиками прямокутних зразків сплавів, спечених за допомогою того самого методу, показало їх малу відмінність. Отже, розроблена технологія електроспікання кільцеподібних зразків з відповідною напівпромисловою доробкою може бути впроваджена в виробництво.

Сконструйовано дослідну установку та розроблено технологію спікання кільцеподібних зразків порошкових сплавів на основі заліза. Металографічним і рентгенографічним методами досліджено структуру та властивості цих зразків після спікання. Встановлено, що їх структура після електроспікання є феритно-бейнітно-мартенситною з переважанням мартенситної фази. Виявлено велику кількість хаотично розміщених дислокацій, яка на два та більше порядки вища, ніж кількість дислокацій у вигляді стінок, що позитивно впливає на механічні властивості. На підставі зіставлення структури та властивостей електроспечених кільцеподібних зразків з такими ж характеристиками прямокутних зразків цих же матеріалів, спечених також за допомогою електроконтактного нагріву, показано, що ці характеристики для обох форм зразків майже не відрізняються.

Досліджено кристалічну структуру та властивості спечених за допомогою електроконтактного нагріву порошкових сплавів (сталей) на основі заліза (0,3 ат.% C), легованих Cr, Mn і Mo з домішками 4 ат.% Cu. Ці сплави широко використовуються як функціональні матеріали для виготовлення багатьох деталей комп'ютерів, оргтехніки за допомогою методів порошкової металургії. Легування цих сплавів міддю проведено з метою одержання в них дрібнокристалічної структури для значного покращання їх механічних властивостей. Для зіставлення результатів проведено електроспікання, досліджено структуру та властивості даних сплавів двох складів без домішок міді та з домішками 4 ат.% Cu. Розглянуто структуру та властивості цих сплавів, спечених звичайним методом у печі.

Досліджено кристалічну будову та властивості спечених електроконтактним нагрівом порошкових сплавів на основі заліза (до 0,3 % С, мас. частка), легованих хромом, марганцем і молібденом із 4 % Cu (мас. доля). Показано, що легування міддю зумовлює підвищення міцності, дисперсності структури, сприяє сфероїдизації та подрібненню пор.

За допомогою рентгенівських методів дослідження визначено величину мікронапружень, дисперсність блоків і кількість дислокацій у структурі спечених за методом швидкісного електронагрівання зразків легованих залізовуглецевих сплавів з домішками графіту. Вивчено вплив на ці характеристики вмісту вуглецю, тиску пресування, температури і часу ізотермічної витримки. В спечених зразках виявлено значні мікронапруження, які зростають зі збільшенням кількості вуглецю і пов'язані зі структурними та фазовими перетвореннями, що відбуваються внаслідок його розчинення. Структура цих матеріалів містить велику кількість хаотично розміщених і у вигляді стінок дислокацій. Це сприяє формуванню структури з кращими механічними властивостями порошкових сплавів.

Описаны теоретические результаты по влиянию дефектов на процесс спекания. Приведены результаты теоретических исследований по расчету разности температур в зоне контакта частиц и в глубине зерна. Установлено, что в области контакта возможно повышение электросопротивления, обусловленное изменением химсостава (в результате окисления, сегрегации и т.д.), а также сложной структурой электрического контакта. В результате этого при прохождении электрического тока через спрессованный порошковый материал в зоне контакта возможно повышение температуры, которое может привести к локальному образованию в этих местах жидкой фазы на конечной стадии скоростного электронагрева. Экспериментально на порошковых сталях, легированных Cr, Mo, Mn и Ni, подтверждены теоретические результаты о возможности локального образования жидкой фазы в местах контактов частиц. Это сделано на основании фракто- и металлографических исследований, а также изучения изменения механических свойств. Анализ изменения структуры и механических свойств спеченных порошковых металлических материалов электроконтактным нагревом показывает, что этот метод можно использовать для получения в них наноструктурных состояний и разработки нанотехнологий.

Вивчено зміни характеристик пористості та дефектності структури спеченого при 1573 К хрому залежно від часу спікання. Показано, що при електроконтактному спіканні хрому спостерігається активація процесу спікання, прискорення дифузійних процесів і переважне заліковування пор великого діаметра. Кількість пор малого діаметра зростає і протікає рівномірний їх перерозподіл за всім об'ємом. Рентгенівське дослідження дефектності структури спеченого електронагрівом порошкового хрому також свідчить про велику швидкість протікання дифузійних процесів релаксації, рухомою силою яких є пружна енергія дислокацій.