CC BY
26ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНАЯ ГАЗОВАЯ ЭКСТРУЗИЯ РЕАКЦИОННЫХ ПОРОШКОВ
Галиев1 Ф. Ф. аспирант, Сайков1 И.В., Алымов1 М.И, Бербенцев2В.Д.,
Гултин2 А.В., Бугаков2 В.И., Сачкова1 Н.В., Коновалихин1 С.В.
1- Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А.Г. Мержанова Российской академии наук, Черноголовка, fanis.galiev@mail.ru 2- Институт физики высоких давлений им. Л.Ф. Верещагина Российской Академии Наук, Троицк
DOI: 10.24411/9999-004A-2019-10033
Высокотемпературная газовая экструзия (ВТГЭ) это один из методов обработки металлов под давлением. При данном методе продукты получают выдавливанием исходных материалов через матрицу при помощи высокого гидростатического давления инертного газа [1, 2]. Этим методом получают длинномерные стержни и провода тонкого сечения и формы. Длинномерные стержни получают также методом СВС-экструзии [3]. Методом ВТГЭ, в отличие от СВС-экструзии, появляется возможность получать продукты в оболочке.
Настоящая работа посвящена совмещению ВТГЭ и СВС для получения длинномерных интерметаллидных стержней в оболочке в процессе экструзии реакционноспособных порошковых смесей. В качестве модельной была взята система Ni-Al. Принципиальная схема установки высокотемпературной газовой экструзии представлена на рис.1.
Экструзия проводилась при давлении газа в камере равной 200 МПа и при температуре начала экструзии 780°С. В ходе экспериментов были получены интерметаллидные стержни в стальной оболочке.
Полученные образцы подвергались количественному рентгенофазовому анализу и исследованию микроструктуры на оптическом и автоэмиссионном сканирующем электронном микроскопе.
Количественный РФА (с уточнением по методу Ритфельда) показал, что сердечник на >60% состоит из интерметаллида NiAl, на 20% из Ni3Al, и меньше всего содержится Ni2Al3(<20%). Исследование микроструктуры на электронном микроскопе подтвердило количественный РФА анализ, и также показал, что в образце обнаруживаются такие интерметаллиды как M2AI3, NiAl, Ni5Al3, Ni3Al.
Механические свойства образца оценивались анализом микротвердости по методу Виккерса. Среднее значение микротвердости сердечника равна 720HV, более твердые участки показали значение 1050HV, тогда как микротвердость стальной оболочки была примерно 280HV
4 3
1 - камера высокого давления, 2 - входной газопровод, 3 - оболочка-заготовка для экструзии, 4 - компактированный порошок Ni-Al, 5 - пробка с осевым сверлением под термопару, 6 - газоэкструзионная матрица, 7 - нагреватель, 8 - термопара, 9 - термопарные выводы
Рис. 1. Схема установки высокотемпературной газовой экструзии.
В результате данной работы впервые, на модельной системе Ni-Al была проведена высокотемпературная газовая экструзия реакционноспособной порошковой смеси, и получены длинномерные цилиндрические стержни из интерметаллидов Ni-Al в стальной оболочке. Неоднородности микроструктуры полученного образца можно связать с большими скоростями экструзии и малой температурой начала процесса, для устранения неоднородности, предполагается увеличить температуру нагрева и уменьшить гидростатическое давление.
Список литературы:
1. Ваганов В.Е., Аборкин А.В., Алымов М.И., Бербенцев В.Д. Современное состояние и перспективы развития высокотемпературной газовой экструзии для получения прутков тонкого сечения труднодеформируемых сплавов, в том числе в наноструктурированном состоянии // Металлы. 2015. №5, С. 67.
2. Бербенцев В.Д., Алымов М.И., Бедов С.С. Консолидация нанопорошков методом газовой экструзии // Российские нанотехнологии. 2007. Т.2. №7-8. С.116.
3. Столин А.М., Бажин П.М. Получение изделий многофункционального назначения из композитных и керамических материалов в режиме горения и высокотемпературного деформирования (СВС-экструзия) // Теор. основы хим. технологии. 2014. Т.48. №6. С. 603.
