Формирование структуры и абразивная износостойкость композиционных материалов и наплавленных покрытий карбид титана - высокохромистый чугун

• Автор: Полев, Игорь Викторович
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 158 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

1. Обзор литературы.

1.1. Структура, прочность и износостойкость композиционных

материалов тугоплавкий карбид металлическая матрица.

1.2. Физикохимические процессы формирования структуры в системах твердый металл соединение металлический

расплав при жидкофазном спекании и порошковой наплавке.

1.3. Композиционные порошки для наплавки

и напыления

2. Постановка задачи, материалы и методы исследования.

2.1. Постановка задачи.

2.2. Объекты исследования и использованные материалы.
2.3. Оборудование и методики исследований
3. Формирование структуры при наплавке композиционных покрытий на основе карбидов титана и вольфрама.
3.1. Электроннолучевые покрытия карбид вольфрама сплавы
на основе никеля и железа
3.2. Электродуговые покрытия карбид титана сплавы
на основе никеля и железа
3.3. Заключение по разделу 3.
4. Структура и абразивная износостойкость композитов
карбид титана высокохромистый чугун
4.1. Керметы и ЭЛНпокрытия карбид титана
высокохромистый чугун
4.2. Структура и абразивная износостойкость композитов
тугоплавкий карбид металлическая матрица.
4.3. Заключение по разделу 4
5. Технологические проблемы получения износостойких композиционных материалов и покрытий
тугоплавкий карбид металлическая матрица.
5.1. Композиционные порошки и ЭЛНпокрытия
карбид титана связка из высокохромистого чугуна
5.2. Сравнительная характеристика износостойких композитов тугоплавкий карбид металлическая матрица
и способов их получения
Литература


Прочность и жаропрочность в зависимости от объемного содержания упрочняющих фаз не подчиняются закону аддитивности. Оптимальное содержание второй фазы в дисперсно-упрочненных сплавах обычно не превышает 5-% от объема [1]. Другой разновидностью композиционных материалов с твердой упрочняющей фазой, являются спеченные твердые сплавы [2, 3], в которых размер твердых частиц значительно больше и достигает мкм. Необходимые свойства и структура таких композиций достигаются при условии, что тугоплавкие структурные компоненты не расплавляются в процессе изготовления сплава. Размеры частиц твердой упрочняющей и более мягкой цементирующей фаз для большинства технических сплавов составляют 0. В качестве упрочняющей фазы применяют соединения углерода, азота, бора, кремния с переходными металлами Периодической системы, расположенными в средних частях длинных периодов, такими как титан, ванадий, хром, цирконий, ниобий, молибден, гафний, тантал, вольфрам. Карбиды, нитриды, бориды и силициды перечисленных выше металлов имеют высокую температуру плавления (- °С), очень большую твердость, уступающую лишь твердости алмаза, карбидов бора и кремния, высокие значения модуля упругости, являются химически стойкими против воздействия кислот, щелочей и паров воды [4]. Из названных твердых соединений широкое практическое применение при изготовлении спеченных твердых сплавов нашли карбиды, главным образом монокарбид вольфрама и карбид титана. Среди спеченных твердых сплавов большую группу составляют сплавы на основе монокарбида вольфрама и кобальта. Структура карбида вольфрама представляет две взаимно проникающие простые гексагональные решетки: одна из атомов вольфрама, другая из атомов углерода. Таким образом, она является упорядоченной структурой или сверхструктурой. Состав цементирующей фазы в промышленных сплавах VC-Co определяется не только диаграммой состояния, но зависит также от конкретных технологических режимов их получения (температура и время спекания, скорость охлаждения) [. Типичная микроструктура крупнозернистого спеченного твердого сплава ВК, содержащего % кобальта показана на рис. Рис. Микроструктура твердого сплава ВК. В отличие от других металлических карбидов карбид вольфрама обладает некоторой пластичностью. Из обобщения результатов работ [5-9] следует, что плоскости скольжения в карбиде вольфрама идут перпендикулярно к плоскости базиса. Уникальность карбида вольфрама с точки зрения пластической деформации объясняется частично наличием сеток в дислокационной структуре карбида. УС и режима спекания. Уменьшение размера зерна карбида вольфрама УС, способствует снижению деформируемости и повышению прочности при сжатии. Повышение крупности зерен карбида вольфрама УС с увеличением температуры спекания несколько снижает прочность при сжатии и практически не изменяет работу разрушения. С повышением содержания кобальта предел прочности при изгибе сначала возрастает, а затем, по достижении максимума, падает (рис. С увеличением размера карбидных зерен и, следовательно, кобальтовых участков максимум сдвигается в сторону меньших содержаний кобальта. Предел прочности при изгибе с увеличением размера карбидных зерен также проходит через максимум (рис. Как правило, свойства спеченных твердых сплавов определяются не только составом и структурой, но и дефектахми: макроскопической и микроскопической пористостью, микротрещинами, наличием границ зерен и др. Так, например, с увеличением пористости наблюдается падение твердости, прочности и резко снижается износостойкость. Усталостная долговечность при циклическом консольном изгибе падает с увеличением объемного содержания как мелких, так и крупных пор [5, 6, 9]. Твердые сплавы, содержащие в качестве основной карбидной составляющей карбид титана, нашли применение благодаря тому, что в состав, как правило, не входят дефицитные вольфрам и кобальт. Это так называемые безвольфрамовые твердые сплавы с никель-молибденовой связкой и карбидостали со стальной связкой. Появлению сплавов на основе карбида титана способствовали научные исследования [-], установившие благоприятное влияние на свойства сплавов добавок молибдена.