Разработка металлических порошковых материалов, закономерностей структурообразования и механических свойств при их изготовлении

• Автор: Мурашова, Наталья Александровна
• Шифр специальности: 05.02.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 237 с. : ил.

Аннотация

Глава 1. Аналитический обзор закономерностей прессования и спекания

порошковых композиций

1.1. Закономерности и показатели прессуемости порошковых композиций

1.2. Закономерности и показатели спекаемости порошковых композиций

Выводы по главе 1

Глава 2. Исходные материалы и методы исследований

2.1. Исходные материалы

2.2. Оборудование

2.3 .Приборы для определения физико-механических свойств

2.4. Технология изготовления материала

2.5. Методика проведения исследований физических свойств
2.6. Методика проведения статистической обработки экспериментальных
данных
2.7. Методика проведения исследований физико-механических свойств материалов
2.8. Методика проведения математического моделирования
2.9. Методика проведения исследований микроструктуры порошковых
композиций
Глава 3. Исследование прессуемости порошковых композиций
3.1. Изучение влияния концентрации твердого наполнителя на уплотняемость 87 двухкомпонентных порошковых композиций при формовании
3.2. Изучение влияния давления прессования на уплотняемость смесей из 96 металлических и алмазных порошков при формовании
3.3. Анализ показателей прессуемости композиций «металлическая матрица - 100 твердые наполнители»
Выводы по главе 3
Глава 4. Исследование характеристик двухкомпонентных порошковых
композиций при спекании

4.1. Двойные системы с полной растворимостью: Ni-Co, Fe-Ni, Fe-Co, Ni-Cu
4.2. Двойные системы с ограниченной растворимостью: Cu-Fe, Co-Cu, Fe-W,
Fe-Mo, Ni-Mo, Ni-W, Ni-Sn
4.3. Двойные системы с отсутствием растворимости: Cu-W, Cu-Mo, Cu-алмаз, Fe-алмаз, Fe-графит
Выводы по главе 4
Глава 5. Исследование свойств четырехкомпонентных порошковых
композиций на основе железа и никеля
5.1. Композиция железо - медь - молибден - никель
5.2. Композиция никель - железо - медь - олово
5.3.Листовой материал из порошковой композиции Fe-Cu-Mo-Ni
5.4. Листовой материал из порошковой композиции Ni-Fe-Cu-Sn
Выводы по главе 5
Основные выводы
Литература
Приложения

Аннотация
Диссертация состоит из 5 глав, выполнена на 237 листах, имеет 112 иллюстрации, 34 таблицы.
Ключевые слова: порошковый материал, диаграммы состояния, режим прессования, пресс-форма, уплотняемость, режим спекания, насыпная плотность, пористость, усадка, механические свойства.
Объект исследования - образцы двух - и четырехкомпонентные на основе медного, железного и никелевого порошков марок ПМС-1, ПЖРВу.22.200.28. и ПЖРВ.23.056.21, ПНК-ОТ1 и ПНК-1Л5 с различным содержанием порошков металлов.
Цель работы - Установление закономерностей процессов уплотнения и

структурообразования при прессовании, прокатке и спекании двухкомпонентных порошковых композиций на основе железа, никеля и меди для различных типов взаимодействия компонентов, разработка четырехкомпонентных порошковых материалов М-Ре-Си-Бп и Ре-Си-Мо-Со с высокими прочностными свойствами.
В работе проведен аналитический обзор порошковых материалов и технологий порошковой металлургии по литературным источникам. Выполнены исследования влияния концентрации компонентов в системах с полной, ограниченной и отсутствием растворимости в твердом состоянии на уплотняемость при прессовании и спекании, механические свойства и микроструктуру образцов, изготовленных методами прессования, прокатки и спекания. Проведены исследования изменения механических свойств и микроструктуры по операциям технологического процесса прокатки и спекания четырехкомпонентных композиций РЙ-Ре-Си-Бп и Рс-Си-Мо-Со.
Взаимодействие алмаза с различными материалами при нормальном и высоких давлениях рассмотрено в работе [124]. Кинетика контактного взаимодействия алмазов на межфазной границе металл - алмаз, классифицируют следующим образом:
1. Образование прослойки новой карбидной фазы на границе раздела металл - алмаз. К этому типу взаимодействия относятся переходные металлы 4-6 групп.
2. Растворение алмазов в жидком металле, металл не растворяется и не диффундируют в твердую фазу. Этот тип взаимодействия имеет место у металлов 8 и отчасти 7 групп.
3. Отсутствие химического взаимодействия и взаимного растворения компонентов, неизменность поверхности раздела. Экспериментально установлено, что к этой группе относятся медь, золото, серебро, германий, олово, свинец.
При температуре ниже 900° С диффузия углерода из алмаза в сталь малозаметна. При температуре выше точки фазового а-у-превращения, растворимость углерода резко возрастает [1, 76, 129].
В работе [27] освещен вопрос о структурных преобразованиях синтетических алмазных микропорошоков при термообработке. Алмазную частицу в температурном интервале 500-800°С можно представить как массивное ядро, окруженное интенсивно изменяющейся оболочкой, состоящей из одинаковых кристаллизовавшихся фрагментов, одиночных атомов углерода и тонко диспергированного алмаза. А в интервале температур 100-400°С происходит удаление влаги, а также десорбция газовых компонент. При дальнейшем повышении температуры у алмазной частицы появляется оболочка, время ее жизни невелико. При температуре Т>Ттах, элементы оболочки кластероподобных атомных комплексов после остывания распадаются. А в зоне Тшп скорость распада повышается в несколько раз, что приводит к упорядочению поверхности и графитизации [3,27].
В работе [184] пришли к выводу, что температура длительного спекания (1-3 часа) не может превышать 850° С, так как это температура стойкости искусственных алмазов. Анализ существующих и разрабатываемых способов изготовления металлоалмазного инструмента показывает перспективность применения для получения связок дисперсных, активно спекающихся при низких температурах порошков, карбонильного железа.