Физико-химические основы технологии сверхсолидусного спекания порошковых быстрорежущих сталей

• Автор: Шляпин, Сергей Дмитриевич
• Шифр специальности: 05.16.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 282 с. : ил.

1.3.3 1.
1.4.
1.4.
2.
2.2.
2.2.
2.3.
ВВЕДЕНИЕ

ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ СПЕКАНИЯ ПОРОШКОВЫХ СИСТЕМ В ПРИСУТСТВИИ ЖИДКОЙ ФАЗЫ

Классификация вариантов жидкофазного спекания.

Термодинамическая характеристика порошковой системы при жидкофазном спекании

Процессы, происходящие при жидкофазном спекании.
Перегруппировка частиц при жидкофазном спекании.
Процесс растворенияосаждения.
Образование жесткого каркаса т
Спекание порошков сплавов при сверхсолидусных температурах
Преимущества и недостатки метода
Особенности сверхсолидусного спекания.
Требования к диаграммам состояния сплавов.,.
Области применения
ВЛИЯНИЕ СПОСОБА ПОЛУЧЕНИЯ БЫСТРОРЕЖУЩЕЙ
СТАЛИ НА ЕЕ СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА
Общая характеристика быстрорежущих сталей.
Получение изделий методами литья
Краткая техникоэкономическая характеристика
Стойкость литого режущего инструмента.
Улучшение свойств литой быстрорежущей стали.
Получение изделий из быстрорежущей стали методами порошковой металлургии
Структура и свойства распыленных порошков быстрорежущих сталей
2.3.2 Современные способы формования и спекания распыленных
порошков быстрорежущих сталей
2.3.3 Сверхсолидусное спекание как перспективный метод
обработки порошков быстрорежущих сталей
2.3.4 Факторы, влияющие на процесс свсрхсолидусного спекания
быстрорежущих сталей.
2.4 Выводы
Глава 3 ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ, ПРОИСХОДЯЩИХ ПРИ
СПЕКАНИИ РАСПЫЛЕННЫХ ПОРОШКОВ БЫСТРОРЕЖУЩЕЙ СТАЛИ Р6М5 В ИНТЕРВАЛЕ ТЕМПЕРАТУР СОЛИДУСЛИКВИДУС.
3.1 Характеристика исходных материалов
3.2 Дифференциальный термический анализ порошков быстроре
жущих сталей, как метод предварительной оценки режимов спекания.
3.3 Кинетика усадки порошка стали ЮР6М5 при спекании.
3.4 Структурообразование при спекании
3.5 Влияние технологических факторов на свойства стали
Р6М5, спеченной при сверхсолидусной температуре.
3.6 Сопоставительный анализ кинетики и структурообразования
при сверхсолидусном спекании газои воднораспыленных порошков быстрорежущей стали Р6М5.
Глава 4 ПУТИ УЛУЧШЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК БЫСТРОРЕЖУ
ЩЕЙ СТАЛИ, ПОЛУЧЕННОЙ СПЕКАНИЕМ В ИНТЕРВАЛЕ ТЕМПЕРАТУР СО ЛИ Д УСЛИКВИ Д УС.
4.1 Изучение влияния малых давлений на процессы уплотнения
и структурообразования при сверхсолидусном спекании распыленной быстрорежущей стали Р6М5
4.1.1 Уплотнение порошков газораспыленной стали Р6М
в условиях приложения малых давлений при спекании.
4.1.2 Струюурообразование в газораспыленной быстрорежущей
стали Р6М5 при спекании под действием малых давлений.
4.2 Горячее изостатическое прессование ГИЛ образцов, полученных при сверхсолидусном спекании распыленной стали
Р6М5 в присутствии различного количества жидкой фазы.
4.3 Влияние отжига спеченной стали Р6М5 и химического
состава быстрорежущей стали на ее структуру.
4.4 Регулирование параметра усадки.
4.5 Получение биметаллических материалов, лазерная обработка
поверхности
4.6 Технологические схемы производства изделий из порошков
быстрорежущих сталей.
Глава 5 ПРИМЕНЕНИЕ СВЕРХСОЛИДУСНОГО СПЕКАНИЯ
К ПОРОШКОВЫМ МАТЕРИАЛАМ НА ОСНОВЕ НИКЕЛЯ
И НЕКОТОРЫХ ДРУГИХ МЕТАЛЛОВ.
5.1 Сверхсолидусное спекание порошков никелевого
жаропрочного сплава ЭП 1НП
5.1.1 Влияние микролегирования на характер плавления
жаропрочного сплава.
5.2 Сверхсолидусное спекание сплава для напыления ПГН
5 .3 Механическое легирование порошков как способ подготовки
к сверхсолидусному спеканию.
5.4 Алюмотермичсское спекание порошков ПАП2 как вариант
сверхсолидусно о спекания
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Таким образом, на основании анализа работ, посвященных общим закономерностям традиционного жидкофазного спекания, следует, что присутствие жидкой фазы во время спекания при выполнении ряда условий значительно увеличивает скорость диффузии компонентов, облегчает перемещение твердых частиц относительно друг друга, вследствие чего происходит быстрое заполнение пор и капилляров веществом. Все это позволяет за короткое время достичь почти теоретической плотности спекаемого материала. В результате методом спекания в присутствии жидкой фазы в настоящее время производится по объему спеченных металлических материалов, основная часть твердых сплавов и значительная доля керамических материалов. Спекание порошков сплавов при сверхсолидусньгх температурах. Анализ работ, выполненный в разделе 1. В.В. Скороход и С. М.Солонин отмечали 3, что для резкой интенсификации диффузионного массопереноса в многокомпонентных системах необходимо достижение дисперсноматричного характера распределения фаз, когда при общем высоком уровне дисперсности основной фазы вторая располагается в виде сплошных тонких прослоек по границам зерен или частиц основной фазы. Именно в этом случае величина межфазной поверхности достигает максимальных значений. Вес эти способы ориентированы на получение мелкого порошка основной фазы. Однако уменьшение размеров частиц сопровождается, как правило, нежелательными явлениями увеличиваются загрязненность и газонасыщенность порошка, ухудшаются его технологические характеристики текучесть, уплотняемость, растут энергозатраты. Большинство из указанных недостатков, по нашему мнению, могут быть устранены, если для получения систем с требуемым распределением фаз использовать не смеси порошков, а порошки сплавов. При этом наибольший эффект следует ожидать на порошках, получаемых распылением расплава. Изза высоких скоростей охлаждения расплава при распылении, достигающих 3 и более градусов в секунду, такие порошки отличаются особо тонким и равномерным распределением различных структурных составляющих . Дополнительным преимуществом распыленных порошков является то, что метод их получения в настоящее время наиболее распространен и производителен. Использование порошков сплавов для жидкофазного спекания предполагает формирование жидкой фазы за счет плавления наиболее легкоплавкой структурной составляющей сплава при превышении температуры солидуса сплава. Метод сверхсолидусного спекания имеет ряд достоинств, позволяющих применять его при производстве изделий с улучшенными характеристиками. К наиболее значимым авторы обзорной работы относят высокий коэффициент использования материалов, возможность переработки грубых порошков различных партий, однородные размерные изменения при термообработке, микроструктурную однородность, изотропные механические свойства и некоторые другие. Среди них, в частности, отмечается формование порошков в инертных по отношению к ним тиглях, которые обеспечивают при спекании получение изделий с близкими к конечным размерами и формой . Наряду с очевидными преимуществами такого варианта спекания, ему присущи и некоторые недостатки, главным из которых является необходимость с высокой точностью поддерживать температуру спекания ,. Именно этот фактор долгое время сдерживал развитие данного варианта спекания, и только в последние годы создание более совершенного печного оборудования позволило продолжить работы, посвященные спеканию порошков сплавов в интервале температур солидусликвидус. Особенности сверхсолидусного спекания. Основное влияние на процесс уплотнения, как в случае традиционного жидкофазного спекания, так и при сверхсолидусном спекании оказывают температура, время спекания и связанное с ними количество жидкой фазы 1,. Рис. Резкое уплотнение системы, отмеченное на графике 1. Для порошков сплавов имеет место однозначная зависимость количества жидкой фазы от температуры спекания, определяемая диаграммой состояния сплава. На рис. РеС в зависимости от количества жидкой фазы . В соответствии с графиком, описывающим указанную зависимость, минутной выдержки при ном количестве жидкой фазы достаточно для 0ого уплотнения.