Конференції

СТРУКТУРОУТВОРЕННЯ В СТАЛІ, ОТРИМАНОЇ ЛЕГУВАННЯМ ЗАЛІЗА КОМПОЗИЦІЙНИМ ПОРОШКОМ НА ОСНОВІ НАНОРОЗМІРНОГО КАРБІДУ КРЕМНІЮ

    
В.Б. Галямін
 

Інститут проблем матеріалознавства ім. І. М. Францевича НАН України , вул. Кржижановського 3, Київ, 03142, Україна
tymoshenko_ya@ukr.net
Порошкова металургія - Київ: ІПМ ім.І.М.Францевича НАН України, 2021, #05/06
http://www.materials.kiev.ua/article/3238

Анотація

Вивчено особливості формування металевих композитів на основі заліза при використанні синтезованих високодисперсних композиційних порошків як лігатур. Композиційні порошки отримано взаємодією нанорозмірного карбіду кремнію з оксидом заліза та спеченим концентратом залізної руди (СКЗР). Синтезовані високодисперсні композиційні порошки лігатур у системах SiC–Fe2O3 та SiC–СКЗР мають багатофазний склад із вмістом карбіду кремнію, силіцидів заліза, оксиду та оксинітриду кремнію (β-SiC, SiO2, β-Si3N4, Si2N2O, Fe2Si, Fe5Si3, FeO). Середній розмір частинок композиційних порошків лігатур становить 130 і 150 нм. Отримання металевих композитів на основі заліза з додаванням 3, 5 і 7% лігатури шляхом плавлення в індукційній печі при 1700 °С протягом 40 хв без захисного середовища проходить із повним розчиненням легуючих компонентів та формуванням однорідної феритної структури. За даними спектрального аналізу, загальний вміст домішок у металевих композитах на основі заліза становить від 2,0% (мас.) при додаванні 3% лігатури до 4,1% (мас.) при додаванні 7% лігатури. Отримані сплави мають структуру нанорозмірного перліту. Розміри пластинчатих утворень карбіду заліза складають 20–25 нм, а відстань між ними не перевищує 150 нм. Аналіз мікродифракційних картин показав присутність фази α-Fe та нанокристалічних карбідів Fe3C і FeC. Досліджено механічні властивості металевих композитів. Встановлено, що введення синтезованих високодисперсних композиційних порошків у розплав заліза сприяє підвищенню механічних характеристик композитів, зокрема границі плинності при одновісному стиску — до 1251 МПа, твердості (HV 10) — до 3,1 ГПа та пластичної деформації — до 31,1%. Розглянуто вплив різних стадій термічної обробки на механічні характеристики сплаву. Встановлено, що проведення холодної прокатки попередньо кованих металевих композитів сприяє підвищенню границі плинності до 1660 МПа і твердості до 4,4 ГПа. Після відпалу металевих композитів при 700 °С протягом 2 год границя плинності складає 750 МПа, пластична деформація — 34,5% і твердість — 2,5 ГПа.


ГРАНИЦЯ ПЛИННОСТІ, НАНОРОЗМІРНИЙ ПЕРЛІТ, ОКСИД ЗАЛІЗА, ПОРОШКОВЕ ЗАЛІЗО, СПЕЧЕНИЙ КОНЦЕНТРАТ ЗАЛІЗНОЇ РУДИ, ТВЕРДИЙ РОЗЧИН ВУГЛЕЦЮ В КАРБІДІ КРЕМНІЮ