CC BY
23СВС-ЭКСТРУЗИЯ КОМПАКТНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ СИСТЕМЫ Ti-B-Fe МОДИФИЦИРОВАННЫХ
НАНОПОРОШКОМ AlN
Болоцкая А.В. аспирант, Михеев М.В., Бажин П.М., Столин А.М.
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А.Г. Мержанова Российской академии наук, Черноголовка,
moon@ism. ac. ru
DOI: 10.24411/9999-004A-2019-10008
На сегодняшней день, одной из актуальных задач машиностроения является повышение работоспособности, износостойкости и надежности рабочих частей деталей и механизмов, подверженных интенсивному износу [1]. Для этих целей хорошо себя зарекомендовал метод электроискрового легирования (ЭИЛ). Этот метод позволяет проводить локальное упрочнение и восстановление деталей, являясь простым и экономичным в технологическом плане. При проведении электроискрового легирования, для повышения эффективности процесса, важен подбор электродных материалов. Такие материалы должны отвечать требованиям высокого уровня физико-механических и эксплуатационных свойств [2,3].
Бориды титана (TiB, TiB2) обладают высокими физико-механическими характеристиками такими как износостойкость, сверхтвёрдость и низкий коэффициентом термического расширения, что делает их наиболее перспективными материалами, для применения в качестве износостойкой составляющей электродов. Однако применение боридов титана ограниченно из -за их высокой эрозионной стойкости. Эту проблему можно решить путем добавления металлической связки, которая приведет к смачиванию твердой износостойкой фазы. Для боридов титана наиболее подходящей металлической связкой является железо, т.к. обладает хорошей химической устойчивостью и высокой смачиваемостью. Введение металлической связки приводит к повышению пластичности материала. Для повышения дисперсионного упрочнения использовался метод модифицирования. Известно, что применение нанопорошков в различных отраслях промышленности приводит к значительному увеличению физико-механических свойств модифицированных материалов и изделий.
Металлокерамические композиционные материалы (МКМ) получают, как правило, методами порошковой металлургии. Однако данные технологии имеют ряд недостатков, связанных с длительностью технологического процесса и наличием высокой остаточной пористости в конечном продукте [4,5].
Проблему остаточной пористости можно решить с помощью технологии СВС-экструзии, данная технология позволяет получать компактные МКМ с пористостью не более 5% [6-8].
Данная работа посвящена изучению влияния наноразмерных порошков нитрида алюминия (AN) на структуру и физико-механические свойства компактных МКМ на основе системы Ti-B-Fe, полученных методом СВС-экструзии. Наноразмерный порошок AlN получали в СамГТУ по азидной технологии самораспространяющегося высокотемпературного синтеза [9].
В данной работе исследовалось влияние нанопорошка AlN на структуру и физико-механические характеристики получаемых электродов. Методом СВС-экструзии были получены компактные МКМ на основе системы Ti-B-Fe без добавления нанопорошка AlN и с 3 и 5 масс % AlN. Синтезированные компактные стержни исследовались методами рентгенофазового анализа и сканирующей электронной микроскопии. Результаты СЭМ полученных образцов показали равномерное распределение основной фазы TiB2 по сечению шлифа образца. С увеличением содержания AlN в материале образуются новые фазы: интерметаллиды AlFe3, Fe2Ti, твердые растворы Fe3Ti3B, Fe2B и TiN
Список литературы:
1. Серебровская Л. Н., Алехин Ю. Г., Щенников Д. А. Использование электроискрового легирования в ремонтном производстве автомобильного транспорта //Агропромышленный комплекс: контуры будущего. - 2018. - С. 308310.
2. Иванов В. И. и др. Основы универсальности и эффективности электроискрового легирования и перспективы его развития // Труды Кольского научного центра РАН. - 2018. - Т. 9. - №. 2-2.
3. Верхотуров А. Д., Николенко С. В. Классификации. Разработка и создание электродных материалов для электроискрового легирования // Упрочняющие технологии и покрытия. - 2010. - №. 2. - С. 13-22.
4. Колесникова К.А. Композиционные износостойкие покрытия системы Ti-B-Fe, полученные методом электронно-лучевой наплавки в вакууме // Томск: Автореферат диссертации, 2008. - С. 18.
5. Тенденция развития и современное состояние исследований в области титановых сплавов / Н.А. Ночовная, В.Г. Анташев // Все материалы. Энциклопедический справочник, № 1, 2009. - 412 с.
6. A. M. Stolin and P. M. Bazhin. SHS Extrusion: An Overview. // International Journal of Self Propagating High-Temperature Synthesis.- 2014.- Vol. 23. No. 2, pp. 65-73.
7. Константинов А.С., Болоцкая А.В., Бажин П.М., Столин А.М., СВС-экструзия длинномерных стержней на основе TiB/Ti // Вестник СамГТУ, серия «Технические науки», 2017, № 4. С. 160-165.
8. Болоцкая А.В., Михеев М.В., Бажин П.М., Столин А.М., Титова Ю.В., Влияние наночастиц нитрида алюминия на структуру, фазовый состав и свойства материалов на основе ТШШ, полученных методом СВС-экструзии // Перспективные материалы, 2019, №. 1. - С. 73-80.
9. Амосов, А. П. Азидная технология самораспространяющегося высокотемпературного синтеза микро- и нанопорошков нитридов. [Текст] / А. П. Амосов, Г. В. Бичуров // М.: Машиностроение - 1, 2007. - 526 с.
