CC BY
16
Просьба ссылаться на эту статью в русскоязычных источниках следующим образом:
Акимова М.П., Шарин П.П. Структура алмазосодержащего материала на основе карбида вольфрама с пропиткой расплавом эвтектики железо - углерод // Вестник ПНИПУ. Машиностроение. Материаловедение. - 2022. - Т. 24, № 23 - С. 25-32. DOI: 10.15593/2224-9877/2022.3.03
Please cite this article in English as:
Akimova M.P., Sharin P.P. The structure of diamond-containing material based on tungsten carbide impregnated with an iron -carbon eutectic melt. Bulletin of PNRPU. Mechanical engineering, materials science. 2022, vol. 24, no. 3, pp. 25-32. DOI: 10.15593/2224-9877/2022.3.03
ВЕСТНИК ПНИПУ. Машиностроение, материаловедение
Т. 24, № 3, 2022 Bulletin PNRPU. Mechanical engineering, materials science
http://vestnik.pstu.ru/mm/about/inf/
Научная статья
DOI: 10.15593/2224-9877/2022.3.03 УДК 621.762:669.017.1
М.П. Акимова1, П.П. Шарин2
1 Якутский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук, Якутск, Российская Федерация 2Институт физико-технических проблем Севера им. В.П. Ларионова Сибирского отделения Российской академии наук при ФИЦ «ЯНЦ СО РАН», Якутск, Российская Федерация
СТРУКТУРА АЛМАЗОСОДЕРЖАЩЕГО МАТЕРИАЛА НА ОСНОВЕ КАРБИДА ВОЛЬФРАМА С ПРОПИТКОЙ РАСПЛАВОМ ЭВТЕКТИКИ ЖЕЛЕЗО - УГЛЕРОД
Исследованы структура и состав композиционного алмазосодержащего материала с матрицей на основе карбида вольфрама, пропитанной в процессе спекания в вакууме расплавом эвтектики железо - углерод, с помощью методов растровой электронной микроскопии, микрорентгеноспектрального и рентгенофазового анализа. В зоне контакта низкоуглеродистой стали с графитовой подложкой, при достижении температуры эвтектического плавления системы, формируется расплав Fe-C. Благодаря смачиванию поверхности частиц WC формирующимся расплавом Fe-C, алмазосодержащий брикет полностью пропитывается им в течение 10-15 мин.
Установлено, что относительное содержание компонентов матрицы составляет: карбид вольфрама (WC) - 61,0 %, карбид железа (Fe3C) - 17,0 %, железо (a-Fe) - 16,5 % и графит - 5,5 %. Эвтектический сплав Fe-C, выполняющий функцию связующего компонента матрицы, представляет собой серый чугун и состоит из феррито-перлитной металлической основы с включениями пластинчатого графита. Методом спектроскопии комбинационного рассеяния показано, что на межфазной границе «алмаз - матрица» графитные включения не формируют сплошной слой, а располагаются в виде отдельных образований преимущественно на дефектных участках алмазных зерен. Линейные размеры графитовых включений в составе матрицы и вдоль межфазной границы «алмаз - матрица» находятся в интервале 2-20 мкм.
Сравнение результатов измерения микротвердости показало, что среднее значение микротвердости разработанной матрицы на основе WC с пропиткой расплавом Fe-C составляет ~11 Гпа и в ~3,5 раза превышает микротвердость твердосплавной матрицы WC-6 %Co с пропиткой Cu, используемой при изготовлении алмазных инструментов широкого класса. Высокая микротвердость разработанной матрицы предполагает её высокую износостойкость, низкий уровень к засаливанию и, как следствие, возможность их использования при изготовлении алмазных инструментов, предназначенных для обработки высоко- или сверхтвердых материалов.
Ключевые слова: алмаз, матрица, карбид вольфрама, порошковая металлургия, пропитка, графитизация, межфазная граница, алмазоудержание, эвтектическое плавление, низкоуглеродистая сталь.
M.P. Akimova1, P.P. Sharin2
1Federal Research Centre «The Yakut Scientific Centre of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences», Yakutsk, Russian Federation 2 V.P. Larionov Institute of the Physical-Technical Problems of the North of the Siberian Branch of the RAS - Division of FRC YASC SB RAS, Yakutsk, Russian Federation
THE STRUCTURE OF DIAMOND-CONTAINING MATERIAL BASED ON TUNGSTEN CARBIDE IMPREGNATED WITH AN IRON - CARBON EUTECTIC MELT
The structure and composition of a composite diamond-containing material with a matrix based on tungsten carbide infiltrated with an iron - carbon eutectic melt during sintering in vacuum were studied using scanning electron microscopy, X-ray diffraction and phase analysis. A Fe-C melt is formed in the contact zone of low-carbon steel with a graphite substrate when the eutectic melting temperature of the system is reached. The diamond-containing briquette is completely infiltrated with formed Fe - C melt for 10-15 minutes due to the wetting of the surface of WC particles by this melt.
It was founded that the relative content of the matrix components is: tungsten carbide (WC) - 61.0 %, iron carbide (Fe3C) - 17.0 %, iron (a-Fe) - 16.5 % and graphite - 5.5 %. The Fe-C eutectic alloy, which acts as a binder component of the matrix, is gray cast iron and consists of a ferrite-pearlite metal base with graphite inclusions. It was shown using Raman spectroscopy that graphite inclusions do not form a continuous layer at the diamond-matrix interface, but are located in the form of separate formations generally on defective areas of diamond grains. The linear dimensions of graphite inclusions in the matrix and along the diamond-matrix interface are in the range of 2-20 pm.
Comparison of the microhardness measurement results showed that the average value of the microhardness of the developed WC-based matrix infiltrated with Fe-C melt is ~11 GPa and it is ~3.5 times higher than the microhardness of the WC-6%Co matrix infiltrated with Cu, which is used in the manufacture of wide class of diamond tools. The high microhardness of the developed matrix suggests its high wear resistance, low level of clogging, and, as a result, the possibility of their use in the manufacture of diamond tools designed for processing superhard materials.
Keywords: diamond, matrix, tungsten carbide, powder metallurgy, infiltration, graphitization, interface, diamond retention, eutectic melting, low carbon steel.
Введение
Температура спекания алмазосодержащих материалов определяется составом матрицы, удерживающей алмазы, и термостойкостью кристаллов алмаза. При использовании твердосплавных вольфрамокобальтовых порошковых смесей в качестве основы матрицы спекание проводится при высоких температурах (1350-1400 °С), превышающих пороговые значения термостойкости почти всех марок алмазов (и синтетических, и природных). В связи с этим в процессе изготовления широкого класса алмазных инструментов на основе твердосплавных порошковых смесей обычно используют метод пропитки легкоплавким металлом (чаще всего медью, с температурой плавления 1083 °С или сплавами на её основе) [1].
Метод пропитки алмазосодержащего твердосплавного брикета обеспечивает получение плотных компактов с минимальной пористостью, обладающими высокой прочностью, теплопроводностью, износостойкостью и сохранением габаритов в процессе эксплуатации [2-4]. Прочность закрепления алмазов в твердосплавных матрицах, полученных спеканием с пропиткой медью, определяется в основном механической адгезией, при которой происходит механическое зацепление затвердевшего расплава меди за неровности и шероховатости на поверхности алмазного зерна [1; 5]. Несмачиваемость поверхности алмаза медью приводит к возникновению пор в алмазоносном слое, что снижает прочность закрепления алмазов. Недостаточно высокий уровень алмазоудержания, обусловленный за счет
механической адгезии, приводит к преждевременному выпадению алмазов из матрицы, увеличивая расход алмазов и в конечном счете снижает стойкость и работоспособность алмазного инструмента.
Пропитка твердосплавной матрицы расплавом эвтектики, формирующейся при высокотемпературном взаимодействии углерода с адгезионно-активными металлами 8-й группы Периодической системы химических элементов, может обеспечить повышение прочности алмазоудержания за счет химической адгезии на границе «алмаз - матрица». Наиболее низкой температурой плавления эвтектики Ме-С из группы (железо, кобальт, никель) обладает железо [6; 7]. Температура начала плавления эвтектики Бе-С составляет —1153 °С, что ниже термостойкости даже некоторых марок синтетических алмазов [8]. Как известно, при пропитке заполнение пор и пустот брикета происходит под действием капиллярного эффекта за счет сил поверхностного натяжения, поэтому для обеспечения полной и качественной пропитки расплав пропитывающего металла должен хорошо смачивать поверхность частиц карбида вольфрама. В работах [9-12], посвященных изучению смачиваемости частиц карбида вольфрама расплавами железа, показано, что поверхность частиц WC полностью смачивается расплавом на основе железа, при этом угол смачивания лежит в промежутке от 0° до 90°.
Цель работы - исследование структуры и состава алмазосодержащего материала с матрицей на основе карбида вольфрама, пропитанной расплавом эвтектики железо - углерод в процессе спекания в вакууме.
Объект и методика эксперимента.
Методы исследований
Для проведения исследования были изготовлены образцы алмазосодержащего материала с матрицей на основе карбида вольфрама, спрессованные в виде цилиндрической таблетки. Диаметр образцов составлял 8 мм, высота - 5 мм. При изготовлении образцов были использованы порошки природного алмаза марки А5 зернистостью 400/315 мкм, карбида вольфрама WC25 (ТУ-48-4205-117-2017) со средним размером частиц ~22,5 мкм и содержанием серы ~0,02 мас.%, общего и свободного углерода ~5,9 и 0,10 мас.% соответственно. Получение расплава эвтектики Fe-C в достаточном для пропитки всего объема алмазосодержащего брикета количестве в процессе спекания основано на использовании эффекта контактного эвтектического плавления в системе «низкоуглеродистая сталь -графит» [6; 7; 13-18]. Для получения пропиточного расплава использовались цилиндрические таблетки из низкоуглеродистой стали с содержанием углерода 0,09 мас. %, находящиеся в контакте с графитом марки ГСМ-1 в процессе спекания.
Спекание алмазосодержащих образцов проводилось в вакуумной печи МЭВЗ СНВЭ-1.3.1/16И4 (Россия). Схема пропитки (а) алмазосодержащей твердосплавной таблетки расплавом эвтектики Fe-C и температурная циклограмма (б) при спекании образцов представлены на рис. 1.
Исследование структуры и элементного состава образцов проводилось методом растровой электронной микроскопии, совмещенной с рентгеноспек-тральным микроанализом с дисперсией по энергии излучения, с помощью электронного микроскопа Hitachi TM-3030 (Япония) и энергодисперсионного спектрометра Bruker XFlash MIN SVE (Германия).
Для анализа изображений строения образцов, определения и количественного выражения структурных составляющих использовалась программа JMicroVision. Фазовый состав образцов определялся методом рентгеноструктурного анализа с помощью
дифрактометра Bruker D8 Discover (Германия) на СиКа-излучении (X = 1,541 Á). Для уточнения угле-родсодержащих фаз (алмаз, графитоподобные образования) в этой работе приводятся также результаты спектроскопии комбинационного рассеяния света, полученные с использованием рамановского спектрометра Solar TU, входящим в состав измерительного комплекса NT-MDT ИНТЕГРА СПЕКТРА (Россия). Для возбуждения спектров КР использовался лазерный модуль, обеспечивающий излучение с длиной 532 нм. Съёмки спектров КР осуществлялись на D-линии алмаза с центром на частоте ~1332 см-1 и D, G, и G1(2D) -линиях графита с центрами на частотах ~1335, 1580 и 2700 см-1 соответственно.
Измерения микротвердости проводились по методу Виккерса на приборе «ЛОМО» ПМТ-3 (Россия) при нагрузках 100 и 200 г (0,98 и 1,96 Н) соответственно. Значения микротвердости усреднялись как минимум по 10 значениям.
Результаты и их обсуждение
На рис. 2 представлены РЭМ-изображение структуры алмазосодержащего участка матрицы (а) и рентгеновская дифрактограмма (б), полученная в отмеченной перекрестием точке на этом изображении.
Пики на дифрактограмме соответствуют следующим фазам: феррит (Fe), цементит (Fe3C) и карбид вольфрам (WC). На рис. 2 (а), полученном в режиме обратно-рассеянных электронов, наиболее темные частицы крупного размера (~350-670 мкм в продольном сечении) соответствуют зёрнам алмазного порошка, мелкого размера - в основном образованиям графита, наиболее светлые частицы представляют собой зерна карбида вольфрама. Участки промежуточного контраста соответствуют связующему материалу - сплаву эвтектики железо - углерод. По результатам анализа изображений структуры с помощью программы JMicroVision 1.3.3 относительное содержание структурных составляющих: WC - 61,0 %, FesC - 17,0 %, а-Fe - 16,5 %, графит - 5,5 %.
h U б
t, мин
Рис. 1. Схема пропитки алмазосодержащего твердосплавного брикета (а) и температурно-временной режим работы вакуумной печи в процессе спекания (б): 1 - алмазосодержащий твердосплавный брикет; 2 - таблетки низкоуглеродистой стали; 3 - графитовая подложка
а
Рис. 2. РЭМ-изображение структуры алмазосодержащего участка матрицы (а) и дифракционный спектр в отмеченной перекрестием точке (б)
Рис. 3. РЭМ-изображение безалмазного участка матрицы (а) и карты распределния химических элементов (б-г)
На рис. 3 приведены РЭМ-изображение структуры безалмазного участка матрицы (а) и карты распределения на этом участке углерода (б), вольфрама (в) и железа (г). Из рис. 3 (а) видно, что сплав эвтектики железо - углерод, выполняющий функцию связующего материала в матрице, представляет собой серый чугун и состоит из феррито-перлитной металлической основы и включений графита преимущественно пластинчатой формы. Линейные размеры включений графита находятся в интервале 2-20 мкм. Дисперсность перлита составляет —0,6 мкм.
Образование в процессе спекания матрицы на межфазной границе сплошной прослойки из графита, обладающего низкой прочностью, приведет к низкому уровню алмазоудержания матрицы и, как следствие, преждевременному выпадению из нее
не выработавших свой ресурс зёрен алмаза. Поскольку железо, входящее в состав связующей компоненты матрицы, является активным катализатором графитизации алмаза [5; 19-21], методами РЭМ и спектроскопии КР исследованы состав и микроструктура межфазной границы «алмаз - матрица», направленные на обнаружение графитсо-держащих образований и их расположения. Сканирование проводилось по периметру шести алмазных зерен, закрепленных в матрице, на небольших участках размерами 40 х 40 мкм.
На рис. 4 приведены РЭМ-изображение одного из участков межфазной границы алмаз-матрица (а), на котором получены 2Б-карты спектров КР алмаза (б) и графита (в). 2Б-карта спектра КР алмаза повторяет очертание формы кристалла алмаза на
РЭМ-изображении (рис. 4 (а, б)). На рис. 4 (в) видно, что графит на межфазной границе не формируется в виде сплошного слоя. Количество обнаруженных графитсодержащих образований на межфазной границе меняется от одного зерна алмаза к другому. Линейные размеры графитных образований вдоль межфазной границы лежат в интервале 2-20 мкм. Отметим, что графитсодержащие образования преимущественно расположены на дефектных участках поверхности кристалла алмаза и микроразломах, что согласуется с результатами работы [22].
На рис. 4 (г) представлен характерный вид спектра КР алмаза с центром на частоте 1332 см-1. В работах [23-25] показано, что спектр КР графита содержит три пика: относительно слабый Б-пик с центром на частоте ~1350 см-1, наиболее интенсивный в-пик при ~1580 см-1 и в1- пик с центром вблизи 2700 см-1. Б-пик обычно проявляется в спектре КР графита, имеющего сильно разупоря-доченную структуру [24]. На рис. 4 (д) видно, что присутствуют все три пика, характерные для спектра КР графита [23-25].
В таблице приведены результаты измерений микротвердости разработанной матрицы на основе WC, пропитанной в процессе спекания расплавом эвтектики Бе-С. В данной таблице для сравнения также приведены результаты измерений микротвер-
дости матрицы с наполнителем из WC-6 %Со с пропиткой медью. Микротвердость разработанной матрицы составляет около 11,0 ГПа, что в ~3,5 раза превышает микротвердость матрицы на основе WC-6 %Со с пропиткой медью (см. таблицу). Высокие значения микротвердости разработанной матрицы, обусловленные их составом, способом получения и микроструктурой, предполагают её высокую износостойкость, низкий уровень к засаливанию и, как следствие, их использование при изготовлении алмазных инструментов, предназначенных для обработки высоко- или сверхтвердых материалов.
Средние значения микротвердости матриц
Состав матриц Нагрузка, Н Микротвердость, МПа
WC с пропиткой Бе-С 1,96 10996±105
WC-Co с пропиткой Си 0,98 3058±55
Заключение
1. Получен алмазосодержащий материал с матрицей на основе карбида вольфрама, пропитанной в процессе спекания в вакууме расплавом эвтектики железо - углерод. Благодаря высокому уровню смачиваемости поверхности частиц карбида вольфрама и алмазных зерен расплавом эвтектики Бе-С происходит полное и равномерное заполнение всех пор и пустот алмазосодержащего брикета.
Рис. 4. РЭМ-изображение участка сканирования (а), 2Б-карты спектра КР алмаза (б) и графита (в), спектры КР алмаза (г) и графита (д)
2. Установлено относительное содержание компонентов матрицы: карбид вольфрама (WC) -61,0 %, карбид железа (Fe3C) - 17,0 %, железо (a-Fe) - 16,5 % и графит - 5,5 %.
3. Показано, что эвтектический сплав Fe-C, выполняющий функцию связующего компонента матрицы, представляет собой серый чугун и состоит из феррито-перлитной металлической основы и включений пластинчатого графита.
4. Показано, что на межфазной границе «алмаз - матрица» графит не формируется в виде сплошной прослойки, а располагается в виде отдельных включений преимущественно на дефектных участках поверхности алмазных зерен.
5. Линейные размеры графитовых включений как в составе матрицы, так и вдоль межфазной границы находятся в интервале 2-20 мкм.
6. Сравнительные результаты измерения микротвердости показали, что микротвердость разработанной матрицы на основе WC с пропиткой расплавом эвтектики Fe-C составляет —11,0 ГПа и в ~3,5 раза превышает микротвердость матрицы на основе WC-6 %Co с пропиткой Cu. Высокая микротвердость разработанной матрицы предполагает её высокую износостойкость и низкий уровень к засаливанию инструментов, изготовленных на ее основе.
Библиографический список
1. Основы проектирования и технология изготовления абразивного и алмазного инструмента / В.Н. Ба-куль, Ю.И. Никитин, Е.Б. Верник, В.Ф. Селех. - М.: Машиностроение, 1975. - 296 с.
2. Влияние диффузии и химических реакций на структуру и свойства буровых вставок. 1. Кинетическое описание систем C^^-S^ и Салмаз-(ВК6-CrB2-W2B5) / Н.В. Новиков, Н.А. Бондаренко, А.Н. Жуковский, В.А. Мечник // Физическая мезомеханика. - 2005. -№ 2 (8). - С. 99-106.
3. Влияние диффузии и химических реакций на структуру и свойства буровых вставок. 2. Результаты аттестации структурного состояния сверхтвердых материалов состава алмаз-твердый сплав ВК6 / Н.В. Новиков, Н.А. Бондаренко, А.Н. Жуковский, В.А. Мечник // Физическая мезомеханика. - 2006. - № 2 (9). - С. 107-116.
4. Витязь П.А., Жорник В.И., Кукареко В.А. Исследование структурно-фазового состояния и свойств спеченных сплавов, модернизированных наноразмерны-ми алмазосодержащими добавками // Известия национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наук. - 2011. - № 3. - С. 5-17.
5. Artini C., Muolo M.L., Passerone A. Diamond-metal interfaces in cutting tools: a review // Journal of Materials Science. - 2012. - Vol. 47 (7). - P. 3252-3264.
6. Семенов А.П., Поздняков В.В., Крапошина Л.Б. Трение и контактное взаимодействие графита и алмаза с металлами и сплавами. - М.: Наука, 1974. - 110 с.
7. Семенов А.П., Поздняков В.В., Лапшина В.А. Контактное эвтектическое плавление алмаза и графита с
металлами триады железа // Доклады Академии наук СССР. - 1968. - №6 (181). - С.1368-1371.
8. Ножкина А.В., Бугаков В.И., Лаптев А.И. Прочность алмазных материалов после нагрева под давлением // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент - техника и технология его изготовления и применения. - 2018. - № 21. - С. 151-160.
9. Чуманов И.В., Аникеев А.Н. Исследование смачиваемости карбида вольфрама металлическим расплавом. Ч. 1 // Электрометаллургия. - 2014. - № 1. - С. 32-34.
10. Чуманов И.В., Аникеев А.Н. Исследование смачиваемости карбида вольфрама металлическим расплавом. Ч. 2 // Электрометаллургия. - 2014. - № 2. - С. 34-35.
11. Чуманов И.В., Аникеев А.Н. Пропитка подложек из монокарбида вольфрама низкоуглеродистой сталью контактным и бесконтктным методами // Известия вузов. Черная металлургия. - 2018. - № 5 (61). - С.407-412.
12. Method of determining the contact wetting angle in porous powdered materials / P.A. Vityaz', V.K. Sheleg, V.M. Kaptsevich [et al.] // Soviet Powder Metallurgy and Metal Ceramics. - 1986. - Vol. 25(4). - P. 306-309.
13. Zhukov A.A., Davydov S.S., Dobrovolsii I.I. On the effect of alloying on the temperature of eutectic transformations in iron-carbon alloys // Zhurnal fizicheskoi khimii. - 1981. - Vol. 55 (6). - P. 1589-1591.
14. Kinetics of contact melting in iron-carbon systems / G.A. Kolesnichenko, Yu.V. Naidich, V.Ya. Petrischev, V.M. Sergeenkova // Powder Metallurgy and Metal Ceramics. - 1996. - Vol. 35 (9-10). - P. 529-532.
15. Гуревич Ю.Г. К теории эвтектических сплавов и эвтектического (контактного) плавления // Металловедение и термическая обработка металлов. - 2010. - № 8. -C. 8-10.
16. Залкин В.М., Крапошин В.С. Строение железоуглеродистых расплавов. О стабильности цементита в расплавах // Металловедение и термическая обработка металлов. - 2010. - №1. - C.15-18.
17. Pant U., Meena H., Shivagan D.D. Development and realization of iron-carbon eutectic fixed point at NPLI // MAPAN-Journal Metrology Society of India. - 2018. -Vol. 33. - P. 201-208.
18. Determination of melting phase transition of metal-carbon eutectic fixed points / U. Pant, H. Meena, K. Bapna, D.D. Shivagan // AIP Conference proceedings. -2019. - P. 030029.
19. Ножкина А.В. Влияние металлов на фазовое превращение алмаза в графит // Сверхтвердые материалы. - 1988. - № 3. - С. 11-15.
20. Sung C.-M., Tai M.-F. Reactivities of transition metals with carbon: implications to the mechanism of diamond synthesis under high pressure // International Journal of Refractory Metals and Hard Materials. - 1997. - Vol. 15. -P. 237-256.
21. Uemura M. An analysis of the catalysis of Fe, Ni or Co on the wear of diamonds // Tribology International. -2004. - Vol. 37. - P. 887-892.
22. О механизме самопроизвольного плакирования алмаза карбидом вольфрама в процессе спекания инструмента с наномодифицированной металлической связкой Cu-Fe-Co-Ni / Д.А. Сидоренко, Е.А. Левашов, П.А. Логинов [и др.] // Известия вузов. Цветная металлургия. - 2015. - № 5. - С. 53-63.
23. Тихомиров С.В., Кимстач Т.Б. Спектроскопия комбинационного рассеяния - перспективный метод исследования углеродных наноматериалов // Аналитика. -2011. - № 1. - С. 28-32.
24. Исследование строения графитов и некоторых других sp2 углеродных материалов методами микроспектрометрии КР и рентгеновской дифрактометрии / С.С. Букалов, Л.А. Михалицын, Я.В. Зубавичус [и др.] // Российский химический журнал. - 2006. - Т. L. № 1. -С. 83-91.
25. Interaction of diamond grains with nanosized alloying agents in metal-matrix composites as studied by Raman spectroscopy / D.A. Sidorenko, A.A. Zaitsev, A.N. Kirichenko [et al.] // Diamond and Related Materials. -2013. - Vol. 38. - P. 59-62.
References
1. Bakul'V.N., Nikitin Iu.I., Vernik E.B., Selekh
V.F. Osnovy proektirovaniia i tekhnologiia izgotovleniia abrazivnogo i almaznogo instrumenta [Fundamentals of design and manufacturing technology of abrasive and diamond tools]. Moscow: Mashinostroenie, 1975, 296 p.
2. Novikov N.V., Bondarenko N.A., Zhukovskii A.N., Mechnik V.A. Vliianie diffuzii i khimicheskikh reaktsii na strukturu i svoistva burovykh vstavok. 1. Kineticheskoe opisanie sistem Calmaz-VK6 i Salmaz-(VK6-CrB2-W2B5) [Influence of diffusion and chemical reactions on the structure and properties of drilling inserts. 1. Kinetic description of the systems Salmaz-VK6 and Salmaz-(BK6-CrB2-W2B5)]. Fizicheskaia mezomekhanika, 2005, no. 2 (8), pp. 99-106.
3. Novikov N.V., Bondarenko N.A., Zhukovskii A.N., Mechnik V.A. Vliianie diffuzii i khimicheskikh reaktsii na strukturu i svoistva burovykh vstavok. 2. Rezul'taty attestatsii strukturnogo sostoianiia sverkhtverdykh materialov sostava almaz-tverdyi splav VK6 [Effect of diffusion and chemical reactions on the structure and properties of drilling inserts. 2. Results of structural state certification of superhard materials of composition diamond-solid alloy BK6]. Fizicheskaia mezomekhanika, 2006, no. 2 (9), pp. 107-116.
4. Vitiaz' P.A., Zhornik V.I., Kukareko V.A. Is-sledovanie strukturno-fazovogo sostoianiia i svoistv spechennykh splavov, modernizirovannykh nanorazmernymi almazosoderzhashchimi dobavkami [Study of structural-phase state and properties of sintered alloys upgraded with nanoscale diamond-containing additives]. Izvestiia natsional'noi akademii nauk Belarusi. Seriia fiziko-tekhnicheskikh nauk, 2011, no. 3, pp. 5-17.
5. Artini C., Muolo M.L., Passerone A. Diamond-metal interfaces in cutting tools: a review. Journal of Materials Science, 2012, vol. 47 (7), pp. 3252-3264.
6. Semenov A.P., Pozdniakov V.V., Kraposhina L.B. Trenie i kontaktnoe vzaimodeistvie grafita i almaza s metallami i splavami [Friction and contact interaction of graphite and diamond with metals and alloys]. Moscow: Nauka, 1974, 110 p.
7. Semenov A.P., Pozdniakov V.V., Lapshina V.A. Kontaktnoe evtekticheskoe plavlenie almaza i grafita s metallami triady zheleza [Contact eutectic melting of diamond and graphite with iron triad metals]. Doklady Akademii nauk SSSR, no. 968, 6 (181), pp.1368-1371.
8. Nozhkina A.V., Bugakov V.I., Laptev A.I. Prochnost' almaznykh materialov posle nagreva pod davleniem [Strength of diamond materials after heating under pressure]. Porodorazrushaiushchii i metalloobrabatyvaiushchii instrument -tekhnika i tekhnologiia ego izgotovleniia i primeneniia, 2018, no. 21, pp. 151-160.
9. Chumanov I.V., Anikeev A.N. Issledovanie smachivaemosti karbida vol'frama metallicheskim rasplavom. Ch. 1 [Study of wettability of tungsten carbide by metallic melt. P. 1]. Elektrometallurgiia, 2014, no. 1, pp. 32-34.
10. Chumanov I.V., Anikeev A.N. Issledovanie smachivaemosti karbida vol'frama metallicheskim rasplavom. Ch. 2 [Study of wettability of tungsten carbide by metallic melt. P. 2]. Elektrometallurgiia, 2014, no. 2, pp. 34-35.
11. Chumanov I.V., Anikeev A.N. Propitka podlo-zhek iz monokarbida vol'frama nizkouglerodistoi stal'iu kontaktnym i beskontktnym metodami [Impregnation of tungsten monocarbide substrates with mild steel by contact and non-contact methods]. Izvestiia VUZov. Chernaia metallurgiia, 2018, no. 5 (61), pp. 407-412.
12. Vityaz' P.A., Sheleg V.K., Kaptsevich V.M. et al. Method of determining the contact wetting angle in porous powdered materials. Soviet Powder Metallurgy and Metal Ceramics, 1986, vol. 25(4), pp. 306-309.
13. Zhukov A.A., Davydov S.S., Dobrovolsii I.I. On the effect of alloying on the temperature of eutectic transformations in iron-carbon alloys. Zhurnal fizicheskoi khimii, 1981, vol. 55 (6), pp. 1589-1591.
14. Kolesnichenko G.A., Naidich Yu.V., Petrischev V.Ya., Sergeenkova V.M. Kinetics of contact melting in iron-carbon systems. Powder Metallurgy and Metal Ceramics, 1996, vol. 35 (9-10), pp. 529-532.
15. Gurevich Iu.G. K teorii evtekticheskikh splavov i evtekticheskogo (kontaktnogo) plavleniia [To the theory of eutectic alloys and eutectic (contact) melting]. Metallovedenie i termicheskaia obrabotka metallov, 2010, no. 8, pp. 8-10.
16. Zalkin V.M., Kraposhin V.S. Stroenie zhelezo-uglerodistykh rasplavov. O stabil'nosti tsementita v rasplavakh [Structure of iron-carbon melts. On the stability of cementite in melts]. Metallovedenie i termicheskaia obrabotka metallov, 2010, no.1, pp.15-18.
17. Pant U., Meena H., Shivagan D.D. Development and realization of iron-carbon eutectic fixed point at NPLI. MAPAN-Journal Metrology Society of India, 2018, vol. 33, pp. 201-208.
18. Pant U., Meena H., Bapna K., Shivagan D.D. Determination of melting phase transition of metal-carbon eutectic fixed points. AIP Conference proceedings, 2019, p. 030029.
19. Nozhkina A.V. Vliianie metallov na fazovoe prevrashchenie almaza v grafit [Influence of metals on the phase transformation of diamond into graphite]. Sverkhtverdye materialy, 1988, no. 3, pp. 11-15.
20. Sung C.-M., Tai M.-F. Reactivities of transition metals with carbon: implications to the mechanism of diamond synthesis under high pressure. International Journal of Refractory Metals and Hard Materials, 1997, vol. 15, pp. 237-256.
21. Uemura M. An analysis of the catalysis of Fe, Ni or Co on the wear of diamonds. Tribology International, 2004, vol. 37, pp. 887-892.
22. Sidorenko D.A., Levashov E.A., Loginov P.A. et al. O mekhanizme samoproizvol'nogo plakirovaniia
almaza karbidom vol'frama v protsesse spekaniia instrumenta s nanomodifitsirovannoi metallicheskoi sviazkoi Cu-Fe-Co-Ni [On the mechanism of spontaneous diamond cladding by tungsten carbide during sintering of tools with nanomodified Cu-Fe-Co-Ni metal bond]. Izvestiia Vuzov. Tsvetnaia metallurgiia, 2015, no. 5, pp. 53-63.
23. Tikhomirov S.V., Kimstach T.B. Spektroskopiia kombinatsionnogo rasseianiia - perspektivnyi metod issledovaniia uglerodnykh nanomaterialov [Raman spectros-copy - a promising method for the study of carbon nanomaterials]. Analitika, 2011, no. 1, pp. 28-32.
24. Bukalov S.S., Mikhalitsyn L.A., Zubavichus Ia.V. et al. Issledovanie stroeniia grafitov i nekotorykh drugikh sp2 uglerodnykh materialov metodami mikrospektrometrii KR i rentgenovskoi difraktometrii [Study of the structure of graphites and some other sp2 carbon materials by the methods of microprobe Raman spectrometry and X-ray diffractometry]. Rossiiskii khimicheskii zhurnal, 2006, vol. L, no. 1, pp. 83-91.
25. Sidorenko D.A., Zaitsev A.A., Kirichenko A.N. et al. Interaction of diamond grains with nanosized alloying agents in metal-matrix composites as studied by Raman spectroscopy. Diamond and Related Materials, 2013, vol. 38, pp. 59-62.
Поступила: 16.06.2022
Одобрена: 15.07.2022
Принята к публикации: 17.08.2022
Шарин Пётр Петрович (Якутск, Россия) - кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник отдела физикохимии материалов и технологий ИФТПС им. В.П. Ларионова СО РАН (Российская Федерация, 677980, г. Якутск, ул. Октябрьская, 1, e-mail: psharin1960@mail.ru).
About the authors
Maria P. Akimova (Yakutsk, Russian Federation) -Junior Researcher of Laboratory of Innovative Technologies of the Arctic and Subarctic, Federal Research Centre "The Yakut Scientific Centre of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences" (2, Petrovskogo str., Yakutsk, 677000, Russian Federation, e-mail: mar1ya_ ak1mova@mail.ru).
Petr P. Sharin (Yakutsk, Russian Federation) - Ph.D. in Physical and Mathematical Sciences, Leading Researcher, Department of Physical Chemistry of Materials and Technologies, V.P. Larionov Institute of the Physical-Technical Problems of the North of the Siberian Branch of the RAS (1, Oktyabrskaya str., Yakutsk, 677980, Russian Federation, e-mail: psharin1960@mail.ru).
Об авторах
Акимова Мария Панфиловна (Якутск, Россия) -младший научный сотрудник лаборатории инновационных технологий Арктики и Субарктики ФИЦ «ЯНЦ СО РАН» (Российская Федерация, 677000, г. Якутск, ул. Петровского, 2, e-mail: mar1ya_ak1mova@mail.ru).
Финансирование. Работа выполнена с использованием научного оборудования ЦКП ФИЦ ЯНЦ СО РАН (грант №13.ЦКП.21.0016).
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Вклад всех авторов равноценен.
