CC BY
20XVII Всероссийская с международным участием школа - семинар по структурной макрокинетике для молодых ученых имени академика А.Г. Мержанова
ЦЕНТРОБЕЖНАЯ СВС-МЕТАЛЛУРГИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ
КОБАЛЬТА
ЗахаровК.В. аспирант, Андреев Д.Е., Юхвид В.И., Хоменко Н.Ю.,
Сачкова Н.В.
Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН, Черноголовка, zakharov@ism. ac. т
DOI: 10.24411/9999-004A-2019-10071
Данная работа направлена на синтез методом центробежной СВС-металлургии литых легированных композиционных материалов на основе кобальта: твердых сплавов (Со - Сг - Т - С и др.), жаропрочных сплавов (Со -А1 - Мо и др.). Помимо решения фундаментальной проблемы, связанной с получением новых композиционных материалов на основе кобальта с уникальными свойствами, будет решена задача разработки основ высокотехнологичных, высокопроизводительных технологий производства. Разрабатываемые материалы могут быть использованы в металлообработке (штамповке), для решения задач аэрокосмического комплекса (тугоплавкие материалы).
Ранее авторы показали, что методы и подходы центробежной СВС-металлургии могут быть эффективно использованы для получения суперсплавов на основе никеля и титана, силицидов ниобия, а также твердых сплавов и функционально-градиентных материалов на основе карбидов титана и хрома. Было выявлено, что автоволновое (фронтальное) химическое превращение исходной смеси в конечные продукты происходит в волне горения. Целевым продуктом автоволнового синтеза является жаропрочный материал (ЖМ), а побочным продуктом является оксидная фаза (оксид металла восстановителя). Высокая температура горения приводит к газообразованию и диспергированию расплава при атмосферном давлении [1, 2]. Повышенное давление и центробежное воздействие позволяют подавить распространение, поэтому СВС-металлургия проводится в реакторах под давлением газа или, чаще всего, на центробежных установках. Оптимизация состава исходных смесей, уровень перегрузки позволили получить композитные материалы (КМ) с высоким уровнем свойств, необходимых для использования в промышленности.
На начальном этапе исследований были разработаны высокоэкзотермические смеси для синтеза материала и получения композиционных материалов на основе Со - Сг - Мо -КЬ - Т - С с дисперсно-дисперсионным упрочнением ТЮ / Т + С соответственно. Были проведены эксперименты на центробежных установках, выявлено влияние скорости
XVII Всероссийская с международным участием школа - семинар по структурной макрокинетике для молодых ученых имени академика А.Г. Мержанова
горения и перегрузки на формирование химического и фазового состава, макро-и микроструктуры литых продуктов сгорания.
Было обнаружено, что в случае дисперсного легирования готовым карбидом титана (TiC) скорость горения, температура горения и, как следствие, процент образования кермета, снижаются. В случае дисперсионного легирования (при вводе в экзотермическую смесь Ti и C), процесс горения смеси вместе с введёнными порошком титана (ПТМ) и сажей претерпевает следующие изменения: происходит образование субоксидов металлов и взаимодействие сажи с результатами разложения исходных оксидов; расширение пределов горения и разделения фаз.
Список литературы:
1. Alymov M.I., Yukhvid V.I., Andreev D.E., Sanin V.N. Chemical transformations of multicomponent thermite-type mixtures in combustion waves. Doklady Physical Chemistry. 2015, Vol. 460, Iss. 1, P. 6-9.
2. Andreev D.E., Yukhvid V.I., Ikornikov D.M., Sanin V.N., Ignat'eva T.I. Gravity Gravity-Assisted Metallothermic SHS of Titanium Aluminide with Al-Ca Mixture as a Reducing Agent. Int. J. Self-Propagating High-Temperature Synth. 2018, Vol. 27, Iss. 2, P. 89-91.
Работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований, 19-03-00088.
