Теоретические и технологические принципы совершенствования структуры и свойств порошковых материалов на основе Fe,Ni,Cu с металлическими нанодисперсными добавками

• Автор: Мейлах, Анна Григорьевна
• Шифр специальности: 05.16.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 229 с. : ил.

1. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ В УСЛОВИЯХ АКТИВИРОВА1В ЮГО СПЕКАНИЯ литературой обзор и задачи исследования

1.1. Общая характеристика процессов спекания.

1.2. Методы активирования уплотнения при спекании порошковых

материалов.

1.3. Влияние добавок нанопорошков на структурообразован ие в

спеченных материалах.

1.3.1. Особенности образования зеренной структуры.

1.3.2. Диффузионная гомогенизация порошковых материалов.

1.4. Влияние дисперсности и способа подшихтовки легирующих добавок

на механические свойства порошковых материалов.

1.5. Цели и задачи исследований.

2. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ПОЛУЧЕНИЯ НАНОПОРОПЖОВ МЕТОДОМ
ТЕРМИЧЕСКОГОРАЗЛШЕНИЯХИМИЧВС
2.1. Процессы и кинетические закономерности термического разложения
химических соединений в твердой фазе
2.2. Изотермическое разложение оксалатов Ре, 1, Со и Си в
водороде.
2.2.1. Методика эксперимента.
2.2.2. Влияние кинетических параметров разложения оксалатов на
дисперсность металлов
2.3. Получение нанопорошков сплавов.
2.4. Получение композиционных порошков, содержащих наночастицы
металлов.
2.5. Выводы
3. ВЛИЯНИЕ НА ЮДИОШIЗЫХ ДОБАВОК И СВОЙСТВ ИСХОДНЫХ ПОРОШКОВ НА СТРУКТУРУ И ФИЗИКОМЕХАИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СПЕЧЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ
3.1. Материалы и методы экспериментов
3.2. Процесс,т и закономерности активированного спекания порошков
железа и никеля.
3.3. Активированное спекание высокопластичного порошка Си
3.4. Активированное спекание порошка хромоникелевой стали
3.4.1. Спекание Сг стали с добавками никеля.
3.4.2. Спекание Сг стали с добавками меди.
3.4.3. Спекание Сг 1 стали с добавками композита из никеля, меди и
графита
3.5. Выводы.
4. АКТИВИРОВАННОЕ СПЕКАНИЕ СМЕСИ ПОРОШКОВ ЖЕЛЕЗА И НИКЕЛЯ
4.1 Активированное уплотнение при спекании железоникелевых материалов.
4.2 Кинетика образования железоникелевого сплава при активированном спекании.
4.3 Зависимость магнитных свойств Бе 1 материалов от условий
получения
4.4 Выводы
5. ВЛИЯНИЕ НМЮДИСШРСНЫХ ЛЕГИРУЮЩИХ МЕТАЛЛОВ НА СРУКТУРУ И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СПЕЧЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ НЕАКТИВНЫХ ЖЕЛЕЗНЫХ ПОРОШКОВ.
5.1. Материалы и методика эксперимента.
5.2. Структура и физикомеханические свойства материалов из
распыленных железных порошков с нанокристаллическими добавками
5.2.1. Спекание ЕеЕНСи материалов.
5.2.2. Спекание Ее1 Си С материалов.
5.2.3. Спекание Ее Е Си С ТхОг материалов.
5.2.4. Спекание ЕеЕЙ Мо С2г материалов
5.3. Моделирование композиционной структуры стали
5.4. Выводы
6. ВЛИЯНИЕ ДОБАВОК НАНОПОЮШКОВ НА СПЕКАНИЕ И СВОЙСТВА
КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
6.1. Влияние добавок нанопорошков никеля, меди и АОз на свойства
спеченных сталей.
6.2. Влияние добавок нанопорошков металлов и плакирования частиц
А на свойства Ее А композиционных
материалов.
6.3. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ основные выводы и практические рекомендации
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Но в противоположность старым представлениям не рост зерна стимулирует уплотнение, а уменьшение числа и размера пор создаст условия для более быстрого роста зерна. Наклп деформационное упрочнение частиц при прессовании может привести к расширению спекаемого тела в начале нагрева в направлении противоположном сжатию. Этот процесс обусловлен упругопластическим последействием деформированного металла. Вызванное наклпом расширение быстро завершается, обычно задолго до начала изотермического уплотнения. В начале спекания имеется также некоторая вероятность развития сдвига зерен относительно друг друга, вызванного неравномерным распределением капиллярных сил. Сдвиг по поверхности контакта признавался Я. Е.Гегузиным и Ю. И.Клинчуком главным механизмом, обеспечивающим высокую скорость уплотнения активных порошков в начале спекания . Однако экспериментальных подтверждений этого не было. При спекании реальных порошков неравномерное распределение частиц в исходном брикете и разная прочность начальных контактов по мнению М. Наклп, сдвиг зерен по контактной поверхности и неравномерность уплотнения имеют место в процессе спекания, но их относительное влияние на ход уплотнения резко снижается по мерс роста и упрочнения контактов, поэтому они не могут существенно проявляться в изотермической части спекания. Поскольку уплотнение от первых минут до многих часов описывается простой закономерностью 1. Поэтому в анализе кинетики изотермического уплотнения обычных, применяемых в технике порошков, можно принять, что снижение скорости уплотнения практически полностью определяется изменением текучести, вызванным изменением субструктурных характеристик I. Б завершающей части спекания после образования изолированных пор в материале может происходить рост крупных пор при одновременном исчезновении мелких. Это явление имеет диффузионную природу мелкие поры растворяются с образованием вакансий, перемещающихся к крупным порам, на поверхности которых они исчезают. Теория этого процесса развита в работах Б. Я. Иинеса и Я. Е. Гегузина . Давление газа в замкнутых порах может противодействовать уплотнению, и после значительной усадки спрессованного тела пористость может начать возрастать . Таким образом, расширение тела при спекании вызывается двумя причинами упругопластическим последействием при снятии наклепа и повышением давления газа в замкнутых порах, причем наибольшее влияние на ход уплотнения оказывает вторая причина. Под активированием спекания понимают применение мер для сокращения времени или снижения температуры достижения заданной плотности и прочности спеченного тела, улучшения его пластичности, а для многокомпонентных систем также и выравнивания концентрации. Исходя из общих принципов феноменологического анализа, причину активирования спекания следует искать в воздействии активирующего фактора на субструктуру частиц порошка или на геометрию пор. Активизацию спекаемого вещества можно осуществить различными механическими, физическими или химическими методами. Механические методы основаны на измельчении порошков в различных аппаратах или на их деформации под нагрузкой. В первом случае активация обусловлена главным образом увеличением поверхности, а во втором образованием дефектов структуры. К физическим методам активирования относятся различные виды облучения, а также кристаллографические превращения и высокие давления. Облучение может активировать порошок, создавая в нем избыточные точечные дефекты, а также неустойчивое состояние границ. Кристаллографические превращения активируют непосредственно процесс спекания, так как активное состояние вызывается напряжениями, обусловленными дислокациями и другими дефектами структуры, возникающими только в момент превращения. Высокие давления воздействуют на процесс спекания, изменяя диффузионные и кооперативные перемещения массы вещества. Для поддержания активности вещества при спекании используют химические методы. Так, в присутствии примесей, взаимодействующих с частицами, дефекты могут генерироваться продолжительно и до высоких температур. Активировать спекание могут также соответствующие газовые среды.