Структуроутворення та властивості композиційних матеріалів АЛМАЗ–(Fe-Cu-Ni-Sn), отриманих гарячим пресуванням
Abstract
Проведено порівняльне дослідження структури та властивостей композиційних матеріалів алмаз–(Fe-Cu-Ni-Sn), отри-маних гарячим пресуванням (тиск 0,5–40 МПа, температура 20– 800 °С) та спіканням у прес-формі (у водні, температура 800 °С, тривалість 1 година) з гарячим допресовуванням за різного тиску. Встановлено, що гаряче пресування у порівнянні зі спіканням з гарячим допресовуванням дозволяє в 2,4 рази збільшити зносостійкість композиту. Висока зносостійкість композитів зумовлена покращенням алмазоутримання за рахунок покращення міцності контакту алмаз–металева зв’язка та формування стійкої до передчасного руйнування структури металевої зв’язки, а також підвищення гранимці міцності на стиск.
Downloads
Download data is not yet available.
References
1. Бондаренко Н. А. Основы создания алмазосодержащих композиционных материалов для породоразрушающих инструментов / Н. А. Бондаренко, А. Н. Жуковский, В. А. Мечник; под ред. Н. В. Новикова. — К.: ИСМ им. В. Н. Бакуля НАН Украины, 2008. — 456 с.
2. Новиков Н. В. Физико-математическое моделирование процессов спекания многокомпонентных алмазосодержащих композиций. 1. Математическая модель / Н. В. Новиков, Н. А. Бондаренко // Физическая мезомеханика. — 2004. — Т. 7, № 3.— С. 71–77.
3. Новиков Н. А., Бондаренко Н. А., Кулик О. Г., Мечник В. А., Жуковский А. Н. Физико- математическое моделирование процессов спекания многокомпонентных алмазосодержащих композиций. 2. Физико-химические особенности формирования структуры и свойств // Физическая мезомеханика. — 2004. — Т. 7, № 3. — С. 79–87.
4. Бондаренко Н. А., Жуковский А. Н., Мечник В. А. Анализ основных теорий спекания материалов. 1. Спекание в изотермических и неизотермических условиях (обзор) // Сверхтвердые материалы. — 2005. — № 6. — С. 3–17.
5. Бондаренко Н. А., Жуковский А. Н., Мечник В. А. Анализ основных теорий спекания материалов. 2. Химические реакции и процессы зародышеобразования. Основные положения моделирования спекания сверхтвердых композиционных алмазосодержащих материалов (обзор) // Сверхтвердые ма¬териалы. — 2006. — № 1. — С. 3–15.
6. Бондаренко М. О. Мечник В. А., Супрун М. В. Особливості усадки і її швидкості в системі Салмаз — Fe-Cu-Ni-Sn-CrB2 при гарячому пресуванні зразків, попередньо отриманих вільним спіканням // Сверхтвердые материалы. — 2009. — № 4. — С. 29–39.
7. Бондаренко М. О., Мечник В. А., Супрун М. В. Енергетичний стан і механізми перенесення маси при гарячому пресуванні сплавів Fe-Cu-Ni-Sn і Fe-Cu-Ni-Sn-CrB2 // Фізика і хімія твердого тіла. — 2009. — Т. 10, № 2. — С. 463–472.
8. Мечник В. А. Оцінка впливу взаємодії вуглецю із сполуками карбідів, боридів, нітридів і силіцидів на структуру і властивості композитів алмаз — Fe-Cu-Ni-Sn // Проблемы машиностроения. — 2011. —Т. 11, № 5. — С. 72–75.
9. Мечник В. А. Вплив домішок CrB2, TiB2 і WC на структуроутворення в системі алмаз — Fe-Cu- Ni-Sn: Отримання, властивості, застосування // Физическая инженерия поверхности. — 2013. — Т. 11, № 4. — С. 378–392.
10. Мечник В. А. Композиційні алмазовмісній матеріали алмаз — Fe-Cu-Ni-Sn з прогнозовано стабільними характеристиками // Фізико-хімічна механіка матеріалів. — 2012. — № 5. — С. 34–42.
11. Геворкян Э. С., Тимофеева Л. А., Чишкала В. А., Кислый П. С. Горячее прессование нанопорошков монокарбида вольфрама при нагревании электрическим током // Наноструктурное материаловедение. — 2006 . — № 2. — С. 46–51.
12. Геворкян Э. С., Мельник О. М., Чишкала В. А., Сирота В. В. Фазовые и структурные состояния в нанокристаллических порошках на основе диоксида циркония // Огнеупоры и техническая керамика. — 2012. — № 7–8. — С. 26–31.
13. Кислый П. С., Геворкян Э. С., Шкуропатенко В. А., Гуцаленко Ю. Г. Получение материалов из нанопорошков оксида алюминия с применением современных методов консолидации // Сверхтвердые материалы. — 2010. — № 5. — С. 28–35.
14. Геворкян Э. С., Мельник О. М., Чишкала В. А. Некоторые особенности структурообразования циркониевой керамики с добавками нано-WC // Огнеупоры и техническая керамика. — 2013. — № 7–8. — С. 22–26.
15. Мечник В. А. Одержання композиційних матеріалів алмаз–Fe-Cu-Ni-Sn підвищеної зносостійкості // Порошкова металургія. — 2013. — № 9/10. — С.115–127.
16. Бондаренко Н. А., Новиков Н. В., Мечник В. А., Олейник Г. С., Верещака В. М. Структурные особенности сверхтвердых композитов системы алмаз–твердый сплав ВК6, отличающихся износостойкостью // Сверхтвердые материалы. — 2004. — № 6. — С. 3–14.
17. Новиков Н. В., Бондаренко Н. А., Жуковский А. Н., Мечник В. А. Влияние диффузии и химических реакций на структуру и свойства буровых вставок. 2. Результаты аттестации структурного состояния сверхтвердых материалов состава алмаз–твердый сплав ВК6 // Физическая мезомеханика. — 2006. — Т. 9, № 2. — С. 107–116.
18. Мечник В. А. Структурные особенности и свойства композитов алмаз–(51Fe + 32Cu + 9Ni + 8Sn), отличающихся способами спекания // Науковий вісник національного гірничого університету. — 2007. — № 7. — С. 10–14.
19. Майстренко А. Л., Иванов С. А., Переяслов В. П., Волошин М. Н. Интенсивное електроспекание алмазосодержащих композиционных материалов // Сверхтвердые материалы. — 2000. — № 5. — С. 39–45.
20. Кущ В. И., Иванов С. А., Майстренко А. Л., Переяслов В. П. Исследование механизма и кинетики уплотнения при интенсивном электроспекании. Сообщение 1. Лабораторные исследования // Сверхтвердые материалы. — 2007. — № 2. — С. 18–25.
21. Кущ В. И., Иванов С. А., Майстренко А. Л., Переяслов В. П. Исследование механизма и кинетики уплотнения при интенсивном электроспекании. Сообщение 2. Теоретическая модель и ее проверка // Сверхтвердые материалы. — 2007. — № 4. — С. 21–29.
22. Пат. 72841 Україна, МПК (2012.01) B22F3/00. Пристрій для гарячого пресування порошків шляхом прямого пропускання електричного струму / М. О. Азаренков, Е. С. Геворкян, С. В. Литовченко та інші; заявник і патентовласник Е. С. Геворкян. — № u 201203031. — Заяв. 15.03.2012; опубл. 27.08.2012; Бюл. № 116. — 6 с.
23. Пат. 64274 Україна, МПК B24D3/04, B22F3/12, E21B10/46, C22C29/14. Шихта для виготовлення абразивного матеріалу / М. О. Бондаренко, В. А. Мечник, О. М. Жуковський та інші; заявник і патентовласник ІНМ ім. В. М. Бакуля НАН України. — Заяв. 24.02.2003; опубл. 15.12.2005; Бюл. № 12. — 5 с.
24. Пат. 63989 Україна, МПК B24D3/04, B24Д3/06. Надтвердий композиційний матеріал / М. О. Бондаренко, А. Ф. Лисовський, В. А. Мечник; заявник і патентовласник ІНМ ім. В. М. Бакуля НАН України. — Заяв. 04.04.2011; опубл. 25.10.2011; Бюл. № 20. — 4 с.
25. Kraus W. and Nolze G. Powder Cell-A program for the representation and manipulation of crystal structures and calculation of the resulting X-ray powder patterns // J. Appl. Cryst. — 1996. — No. 29. — P. 301–303.
26. Selected powder diffraction data for education straining (Search manual and data cards). Published by the Internatoinal Centre for diffraction data. USA, 1988. — 432 p.
27. Selig R. P. Fundamentals of pressing of metal powder; ed. by W. E. Kingston // The Physics of Powder Metallurgy. — McGraw — Hill, Book Comp. Inc, 1951. — P. 344–371.
28. Свойства элементов. В 2-х ч. Ч. 1. Физические свойства: Справ. / Под ред. Г. В. Самсонова. — М.: Металлургия, 1976. — 600 с.
2. Новиков Н. В. Физико-математическое моделирование процессов спекания многокомпонентных алмазосодержащих композиций. 1. Математическая модель / Н. В. Новиков, Н. А. Бондаренко // Физическая мезомеханика. — 2004. — Т. 7, № 3.— С. 71–77.
3. Новиков Н. А., Бондаренко Н. А., Кулик О. Г., Мечник В. А., Жуковский А. Н. Физико- математическое моделирование процессов спекания многокомпонентных алмазосодержащих композиций. 2. Физико-химические особенности формирования структуры и свойств // Физическая мезомеханика. — 2004. — Т. 7, № 3. — С. 79–87.
4. Бондаренко Н. А., Жуковский А. Н., Мечник В. А. Анализ основных теорий спекания материалов. 1. Спекание в изотермических и неизотермических условиях (обзор) // Сверхтвердые материалы. — 2005. — № 6. — С. 3–17.
5. Бондаренко Н. А., Жуковский А. Н., Мечник В. А. Анализ основных теорий спекания материалов. 2. Химические реакции и процессы зародышеобразования. Основные положения моделирования спекания сверхтвердых композиционных алмазосодержащих материалов (обзор) // Сверхтвердые ма¬териалы. — 2006. — № 1. — С. 3–15.
6. Бондаренко М. О. Мечник В. А., Супрун М. В. Особливості усадки і її швидкості в системі Салмаз — Fe-Cu-Ni-Sn-CrB2 при гарячому пресуванні зразків, попередньо отриманих вільним спіканням // Сверхтвердые материалы. — 2009. — № 4. — С. 29–39.
7. Бондаренко М. О., Мечник В. А., Супрун М. В. Енергетичний стан і механізми перенесення маси при гарячому пресуванні сплавів Fe-Cu-Ni-Sn і Fe-Cu-Ni-Sn-CrB2 // Фізика і хімія твердого тіла. — 2009. — Т. 10, № 2. — С. 463–472.
8. Мечник В. А. Оцінка впливу взаємодії вуглецю із сполуками карбідів, боридів, нітридів і силіцидів на структуру і властивості композитів алмаз — Fe-Cu-Ni-Sn // Проблемы машиностроения. — 2011. —Т. 11, № 5. — С. 72–75.
9. Мечник В. А. Вплив домішок CrB2, TiB2 і WC на структуроутворення в системі алмаз — Fe-Cu- Ni-Sn: Отримання, властивості, застосування // Физическая инженерия поверхности. — 2013. — Т. 11, № 4. — С. 378–392.
10. Мечник В. А. Композиційні алмазовмісній матеріали алмаз — Fe-Cu-Ni-Sn з прогнозовано стабільними характеристиками // Фізико-хімічна механіка матеріалів. — 2012. — № 5. — С. 34–42.
11. Геворкян Э. С., Тимофеева Л. А., Чишкала В. А., Кислый П. С. Горячее прессование нанопорошков монокарбида вольфрама при нагревании электрическим током // Наноструктурное материаловедение. — 2006 . — № 2. — С. 46–51.
12. Геворкян Э. С., Мельник О. М., Чишкала В. А., Сирота В. В. Фазовые и структурные состояния в нанокристаллических порошках на основе диоксида циркония // Огнеупоры и техническая керамика. — 2012. — № 7–8. — С. 26–31.
13. Кислый П. С., Геворкян Э. С., Шкуропатенко В. А., Гуцаленко Ю. Г. Получение материалов из нанопорошков оксида алюминия с применением современных методов консолидации // Сверхтвердые материалы. — 2010. — № 5. — С. 28–35.
14. Геворкян Э. С., Мельник О. М., Чишкала В. А. Некоторые особенности структурообразования циркониевой керамики с добавками нано-WC // Огнеупоры и техническая керамика. — 2013. — № 7–8. — С. 22–26.
15. Мечник В. А. Одержання композиційних матеріалів алмаз–Fe-Cu-Ni-Sn підвищеної зносостійкості // Порошкова металургія. — 2013. — № 9/10. — С.115–127.
16. Бондаренко Н. А., Новиков Н. В., Мечник В. А., Олейник Г. С., Верещака В. М. Структурные особенности сверхтвердых композитов системы алмаз–твердый сплав ВК6, отличающихся износостойкостью // Сверхтвердые материалы. — 2004. — № 6. — С. 3–14.
17. Новиков Н. В., Бондаренко Н. А., Жуковский А. Н., Мечник В. А. Влияние диффузии и химических реакций на структуру и свойства буровых вставок. 2. Результаты аттестации структурного состояния сверхтвердых материалов состава алмаз–твердый сплав ВК6 // Физическая мезомеханика. — 2006. — Т. 9, № 2. — С. 107–116.
18. Мечник В. А. Структурные особенности и свойства композитов алмаз–(51Fe + 32Cu + 9Ni + 8Sn), отличающихся способами спекания // Науковий вісник національного гірничого університету. — 2007. — № 7. — С. 10–14.
19. Майстренко А. Л., Иванов С. А., Переяслов В. П., Волошин М. Н. Интенсивное електроспекание алмазосодержащих композиционных материалов // Сверхтвердые материалы. — 2000. — № 5. — С. 39–45.
20. Кущ В. И., Иванов С. А., Майстренко А. Л., Переяслов В. П. Исследование механизма и кинетики уплотнения при интенсивном электроспекании. Сообщение 1. Лабораторные исследования // Сверхтвердые материалы. — 2007. — № 2. — С. 18–25.
21. Кущ В. И., Иванов С. А., Майстренко А. Л., Переяслов В. П. Исследование механизма и кинетики уплотнения при интенсивном электроспекании. Сообщение 2. Теоретическая модель и ее проверка // Сверхтвердые материалы. — 2007. — № 4. — С. 21–29.
22. Пат. 72841 Україна, МПК (2012.01) B22F3/00. Пристрій для гарячого пресування порошків шляхом прямого пропускання електричного струму / М. О. Азаренков, Е. С. Геворкян, С. В. Литовченко та інші; заявник і патентовласник Е. С. Геворкян. — № u 201203031. — Заяв. 15.03.2012; опубл. 27.08.2012; Бюл. № 116. — 6 с.
23. Пат. 64274 Україна, МПК B24D3/04, B22F3/12, E21B10/46, C22C29/14. Шихта для виготовлення абразивного матеріалу / М. О. Бондаренко, В. А. Мечник, О. М. Жуковський та інші; заявник і патентовласник ІНМ ім. В. М. Бакуля НАН України. — Заяв. 24.02.2003; опубл. 15.12.2005; Бюл. № 12. — 5 с.
24. Пат. 63989 Україна, МПК B24D3/04, B24Д3/06. Надтвердий композиційний матеріал / М. О. Бондаренко, А. Ф. Лисовський, В. А. Мечник; заявник і патентовласник ІНМ ім. В. М. Бакуля НАН України. — Заяв. 04.04.2011; опубл. 25.10.2011; Бюл. № 20. — 4 с.
25. Kraus W. and Nolze G. Powder Cell-A program for the representation and manipulation of crystal structures and calculation of the resulting X-ray powder patterns // J. Appl. Cryst. — 1996. — No. 29. — P. 301–303.
26. Selected powder diffraction data for education straining (Search manual and data cards). Published by the Internatoinal Centre for diffraction data. USA, 1988. — 432 p.
27. Selig R. P. Fundamentals of pressing of metal powder; ed. by W. E. Kingston // The Physics of Powder Metallurgy. — McGraw — Hill, Book Comp. Inc, 1951. — P. 344–371.
28. Свойства элементов. В 2-х ч. Ч. 1. Физические свойства: Справ. / Под ред. Г. В. Самсонова. — М.: Металлургия, 1976. — 600 с.
Published
2015-11-24
How to Cite
Геворкян, Е. С., Мечник, В. А., Бондаренко, М. О., Нестеренко, Ю. В., Мельник, О. М., Чишкала, В. О., & Литовченко, С. В. (2015). Структуроутворення та властивості композиційних матеріалів АЛМАЗ–(Fe-Cu-Ni-Sn), отриманих гарячим пресуванням. Journal of Surface Physics and Engineering, 13(1), 105 - 119. Retrieved from https://periodicals.karazin.ua/pse/article/view/4501
Section
Статті
У відповідності з типовим шаблоном.
