Формирование структуры и свойств горячедеформированных порошковых материалов в процессе превращения переохлажденного аустенита

• Автор: Пирожкова, Елена Сергеевна
• Шифр специальности: 05.16.06
• Научная степень: Кандидатская
• Место защиты: Б.м.
• Количество страниц: 146 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР, ПОСТАНОВКА ЦЕЛИ И ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. СПЕЧЕННЫЕ ЛЕГИРОВАННЫЕ КОНСТРУКЦИОННЫЕ СТАЛИ

1.1.1. Легирующие элементы спеченных легированных сталей.

1.1.2. Способы легирования спеченных сталей

1.2. ОСОБЕННОСТИ ФАЗОВЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ В ПОРОШКОВЫХ СПЕЧЕННЫХ СТАЛЯХ.

1.3. ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ГОРЯЧЕДЕФОРМИРОВАННЫХ ПОРОШКОВЫХ СТАЛЕЙ.

1.4. ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ

1.5. ВЫВОДЫ, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2. МАТЕРИАЛЫ, ОБОРУДОВАНИЕ И МЕТОДИКИ, ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1. ХАРАКТЕРИСТИКА ИССЛЕДУЕМЫХ МАТЕРИАЛОВ
2.2. ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ ОБРАЗЦОВ
2.3. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ СТРУКТУРЫ И ФИЗИКОМЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ
2.4. ОЦЕНКА ТОЧНОСТИ РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТОВ
2.5. РЕНТГЕНОФАЗОВЫЙ И РЕНТГЕНОСТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ.
2.6. МЕТОДЫ ЭЛЕКТРОННОЗОНДОВОЙ МИКРОСКОПИИ И РЕНТГЕНОСПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗА.
2.7. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ ПРЕВРАЩЕНИЯ ПЕРЕОХЛАЖДЕННОГО АУСТЕНИТА
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ РАСПАДА ПЕРЕОХЛАЖДЕННОГО АУСТЕНИТА В ГОРЯЧЕДЕФОРМИРОВАННЫХ ПОРОШКОВЫХ СТАЛЯХ И ФОРМИРОВАНИЯ СТРУКТУРЫ ПРИ ИХ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ
3.1. ИЗОТЕРМИЧЕСКОЕ ПРЕВРАЩЕНИЕ АУСТЕНИТА ПРИ ОХЛАЖДЕНИИ ВЫСОКОПЛОТНЫХ ПОРОШКОВЫХ СТАЛЕЙ.
3.2. ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК СТРУКТУРЫ И СУБСТРУКТУРЫ ГДПС.
3.3. МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И ОСОБЕННОСТИ РАЗРУШЕНИЯ ГДПС
3.4. ВЛИЯНИЕ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ НА СТРУКТУРУ ГДПС
3.5 ВЫВОДЫ
4. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОКАЛИВАЕМОСТИ И СВОЙСТВ ГОРЯЧЕДЕФОРМИРОВАННЫХ ПОРОШКОВЫХ СТАЛЕЙ.
4.1. ПРОКАЛИВАЕМОСТЬ ГДПС.
4.2. ВЛИЯНИЕ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ НА СВОЙСТВА
4.3. ВТМО ГОРЯЧЕДЕФОРМИРОВАННЫХ ПОРОШКОВЫХ СТАЛЕЙ.
4.4. КОНТАКТНАЯ ВЫНОСЛИВОСТЬ ГДПС
4.5. ВЫВОДЫ
5. ПРОМЫШЛЕННАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ
5.1 .ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИ ШЕСТЕРНЯ
ДТЖИ.1.3.1 8ТС.0.01
5.2.ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИ ШЕСТЕРНЯ
ДТЖИ.1.2.4 8ТС.0.31
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


В отличие от спеченных сталей, легированных одним элементом, комплексно легированные спеченные стали по химическому составу создаются аналогично компактным без достаточного исследования зависимости изменения свойств от состава []. Свойства спеченных сталей зависят от способа введения легирующего элемента. Структура материала, образующаяся при легировании, оказывает решающее влияние на свойства стали. Известно, что свойства выше у материала с гомогенной структурой []. При изготовлении компактных сталей материал проходит через жидкое состояние - расплав, где и достигается равномерное распределение элементов. Кроме того, горячая и холодная деформация, а также отжиг литого материала способствуют гомогенизации структуры. Спеченный материал изготовляется при температуре ниже температуры плавления основного компонента. Последний фактор зависит от способа введения легирующего элемента []. Свойства и структура материала, изготовленного из смеси, зависят от способа введения легирующего элемента. Такие элементы, как Си, ЬП, Мо, У, могут вводиться в чистом виде, но при этом желательно использовать порошки очень тонких фракций. Возможно нанесение на железный порошок пленок легирующих элементов [] или введение их в виде химического соединения []. Высокой прочности можно достичь осаждением никеля или марганца из соответствующего раствора нитрата на железный порошок и последующим восстановительным отжигом. При введении в смесь никеля в виде оксида или хлорида [], молибдена - в виде оксида с их последующим восстановлением достигали равномерного распределения легирующих элементов. Спеченные материалы высокой плотности, изготовленные из смесей порошков, могут иметь свойства, близкие к таковым прокатанного металла, если в процессе спекания за счет диффузии обеспечивается полная гомогенизация структуры. Для этого требуются высокие температуры спекания (°С), длительные выдержки и применение весьма тонкодисперсных металлических порошков []. Ко второму способу получения легированных материалов относится использование легированных порошков соответствующего состава. Из перечисленных методов основное применение получили методы распыления, гидриднокальциевого восстановления, диффузионного насыщения из точечных источников. Остальные освоены на уровне лабораторных работ. Метод распыления применяется для получения порошков различных металлов, сплавов, сталей. Он широко распространён за рубежом для получения порошков легированных сталей. Это связано с тем, что при изготовлении деталей с высокими прочностными свойствами применяют ГШ, для которой целесообразнее использовать легированные порошки []. Метод гидриднокальциевого восстановления смесей оксидов заключается в совместном восстановлении смеси оксидов (или смеси оксидов и металлических порошков) и гидрида кальция. Металлический кальций является энергичным восстановителем оксидов металлов, так как убыль свободной энергии при образовании оксида кальция значительно больше, чем у таких трудновосстановимых оксидов, как А^Оз, СГ2О3, БЮз. Применяемый гидрид кальция (СаПг) при нагреве разлагается и образует активный металлический кальций, являющийся восстановителем. Образующийся в процессе восстановления оксид кальция удаляется гидрометаллургическим способом []. Институтом проблем материаловедения в Киеве в -х годах был разработан метод диффузионного насыщения из точечных источников. Метод прост в исполнении, легко осуществим в условиях производства. Он наиболее эффективен для получения порошков легированных сплавов, содержащих элементы, образующие трудновосстановимые оксиды - Сг, Т1, Мп, и другие []. Этим методом в настоящее время выпускаются хорошо зарекомендовавшие себя порошки марки Э1Б1а1оу шведской фирмы Hбganas, легированные N'1, Мо и Си. Аналогичные порошки производят и другие фирмы. В [] были изучены характеристики прочности, пластичности и выносливости порошковых сталей состава Н4Д2М1,5п и Н4ДМ1,5п. Порошки были получены распылением молибденовой стали. Предел выносливости исследованных сталей оказался на % выше соответствующего показателя образцов на основе известного порошка О1з1а1оу АЕ (N1-4, мас. Си-1, мас. Мо-0,5 мас.