Исследование и разработка механохимической технологии получения карбидостали на основе стружкоотходов быстрорежущей стали Р6М5

• Автор: Ружицкая, Елена Васильевна
• Шифр специальности: 05.16.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Владивосток
• Количество страниц: 148 с. : ил.

Введение

Глава 1. Тенденции в области производства карбидосталей

1.1 Анализ способов получения карбидосталей.

1.2 Повышение свойств изделий из карбидостали.

1.3 Составы карбидосталей.

1.4 Влияние дисперсности и состава ПС на кинетику и механизм взаимодействия с металлическими расплавами
1.5 Основные способы получения ПС, применяемого в качестве тугоплавкой составляющей при изготовлении карбидосталей.

1.6 Способы переработки стружкоотходов быстрорежущей стали

1.7 Перспективы использования механохимических технологий при решении современных проблем производства карбидосталей

1.7.1 Химические соединения.

1.7.2 Общая характеристика высокотемпературного механохимического синтеза тугоплавких соединений.
1.8 Выводы по главе. Цель и задачи исследования
Глава 2. Материалы, оборудование и методика проведения
экспериментов.
Глава 3. Физикохимические закономерности процессов механохимической
обработки исходных компонентов карбидостали.
3.1 Механизм диспергирования стружкоотходов быстрорежущей стали в присутствии твердофазного высокомолекулярного соединения.
3.2 Физикохимические процессы, сопровождающие диспергирование стружки Р6М5 с высокомолекулярным органическим соединением.
3.3 Физикохимические закономерности высокотемпературного механохимического синтеза ПС
3.4 Высокотемпературный механохимический синтез порошковой
композиции системы НСР6М5 для карбидостали.
3.4.1 Кинетика механохимического синтеза ПС в присутствии стружки быстрорежущей стали Р6М5.
3.4.2 Структурнофазовые превращения, сопровождающие ВМС порошковой карбидостали
3.5 Выводы по главе
Глава 4. Свойства карбидосталей системы ПСР6М5, полученных с помощью механохимической технологии
4.1 Физические и технологические свойства порошков карбидостали
системы ПС Р6М
4.2 Выводы по главе
Глава 5. Особенности компактирования, спекания и формирования
структуры карбидосталей, полученных с помощью механохимической технологии
5.1 Прессование образцов.
5.2 Особенности спекания и формирования структуры карбидостали
5.3 Выводы по главе
Заключение.
Библиографический список .
ВВЕДЕНИЕ


В работе измельчение порошка быстрорежущей стали Р6М5К5 и промышленного карбида титана производилось совместно в аттриторе емкостью 6 л в среде уайтспирита в течение от 1 до 8 ч. Для улучшения формуемости при прессовании в измельчаемые порошки вводили ный раствор каучука в бензине. Было подтверждено, что совместный размол интенсифицирует процесс. Однако прирост удельной поверхности влечет за собой и рост окисленности полученных композиций. Так удельная поверхность после 1 ч размола составляла 0,8 мм2г при содержании 0,О2, а после 8 часов 1, мм2г и 1,1 , соответственно. Вакуумная сушка при температуре С позволяет снизить окисленность материала до 0,4О2. После выбора оптимального времени измельчения ч получали прессовки с однородной структурой, средним размером зерен ТЮ 1,0,8 и средним расстоянием между ними 2,0,5 мкм. Режимы прессования полученной смеси порошков подбирают экспериментально. Свойства прессовок зависят от рода пластификатора, вводимого в шихту. Пластификаторами обычно служат раствор синтетического каучука в бензине, парафин, полиэтилен, глицерин. Прессование смеси порошков обычно проводят при давлениях 0МПа до относительной плотности . Давление прессования определяется составом материала, режимом измельчения и сушки. При нарушении оптимальных условий прессования на прессовках образуется расслой. Как показали многочисленные эксперименты , для нормального формирования структуры карбидостали высокая плотность, достигаемая прессованием, может оказаться нежелательной. Объясняется это тем, что с увеличением контактной поверхности между частицами НС и стали при температуре эвтектического взаимодействия образуется слишком много жидкой фазы, неудовлетворительно смачивающей карбид титана 0 , которая неравномерно растекается по микрополостям, не затекая в капилляры. Если при температуре образования жидкой фазы нет необходимой изотермической выдержки, то она выпотевает на поверхность или образцы разбухают. Для получения карбидостали с высокими свойствами путем жидкофазного спекания необходимы условия, при которых вся жидкая фаза расходуется только на активирование усадки, что может быть реализовано в условиях открытой пористости. Как показали опыты, это достигается непрерывным нагревом до температуры эвтектического взаимодействия ПС со сталями с определнной скоростью, обеспечивающей равномерный прогрев заготовки, особенно вблизи температуры образования жидкой фазы, с последующим медленным нагревом до оптимальной температуры спекания данного сплава. Температура спекания сплавов карбид титана легированная сталь зависит от состава карбида и металлической связки, а также от количественного соотношения тугоплавкой и стальной составляющих. В работе установлено, что температура плавления расплава на контактирующей поверхности i Р или i Р9К5 составляет С, а температура плавления системы i С еще ниже и составляет всего С. Высказано предположение, что сталь на карбидной подложке расплавляется при столь низкой температуре вследствие диффузии углерода из контактирующих с ней зерен ii. Кроме того, свободный углерод растворяется полностью в аустените 2, только при С. Выдержка при температуре спекания должна быть минимальной для предотвращения роста зерна i. Температурный интервал формирования структур всех сплавов карбидостали с высоколегированными сталямисвязками весьма узкий С . Так, В. К. Нарва рекомендует осуществлять спекание карбидостали i ХМ в интервале С, а карбидосталь i ХН в интервале С. На стадии спекания достигается максимальная прочность прессовки, происходит формирование структуры материала, от которой зависят ее физикомеханические свойства. Температура спекания и скорость охлаждения карбидостали после спекания оказывает влияние на твердость получаемого материала. Снижение скорости охлаждения до 0,Сс приводит к некоторому снижению твердости карбидостали . Результаты спекания карбидостали в разных защитных средах изложены в работе . Спекание карбидостали в среде водорода с высокой точкой росы часто не позволяет получать качественные образцы изза протекания процесса обезуглероживания сплава парами воды, имеющимися в водороде.