По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 621.762 DOI:10.33920/pro-2-2207-03

Исследование влияния малых добавок железа и молибдена на фазовый состав порошкового сплава на основе титана и никеля

Гадалов В. Н., д-р техн. наук, профессор, Юго-Западный государственный университет, Курск, 305040, Курск, ул. 50-летия Октября, д. 94, e-mail: Gadalov-VN@yandex.ru
Губанов О. М., канд. техн. наук, руководитель научных проектов, Новолипецкий металлургический комбинат (НЛМК), Липецк, 398040, Липецк, площадь Металлургов, д. 2, e-mail: gubanovoleg8@yandex.ru
Филонович А. В., д-р техн. наук, профессор, Юго-Западный государственный университет, Курск, 305040, Курск, ул. 50-летия Октября, д. 94, e-mail: filon8@yandex.ru
Ворначёва И. В., канд. техн. наук, Юго-Западный государственный университет, Курск, 305040, Курск, ул. 50-летия Октября, д. 94, e-mail: vornairina2008@yandex.ru
Широбоков П. В, аспирант, Юго-Западный государственный университет, Курск, 305040, Курск, ул. 50-летия Октября, д. 94

В статье представлены сведения по изучению влияния малых добавок железа и молибдена на фазовый состав порошкового сплава на основе титана и никеля. Авторами установлено, что наличие непрореагировавших чистых компонентов (титана и никеля) свидетельствует о неполноте процесса диффузионного взаимодействия и о необходимости корректировки режима спекания пористых образцов. Добавки 2,5 и 4,0% железа, а также 2% молибдена действуют как ингибитор на процесс спекания пористых образцов.

Литература:

1. Сорокин, В.К. Производство порошкового проката / В.К. Сорокин, Л.С. Шмелев, Б.Ф. Антипов и др. Под ред. В.К. Сорокина. — М.: Металлургиздат, 2002. — 296 с.

2. Буланов, В.Я. Прогнозирование свойств спеченных материалов / В.Я. Буланов, В.Н. Небольсинов. — М.: Наука, 2012. — 153 с.

3. Васильев, В.А. Бипористые материалы на основе никеля и титана для электродов / В.А. Васильев // Проблемы машиностроения и надежности машин. — 1998. — №6. — С. 66–70.

4. Алымов, М.И. Материалы с заданными свойствами / М.И. Алымов и др. Под общей ред. Б.А. Калиниа. — М.: НИЯУ МТФИ, 2012. — 700 с.

5. Васильев, В.А. Физико-химические основы и условия формирования структуры трипористых материалов / В.А. Васильев // Техника машиностроения. — 2001. — №5. — С. 40–42.

6. Аксенов, Г.И. Получение никелида титана спеканием уплотненных смесей никеля и титана за счет взаимной диффузии и образование жидкой фазы / Г.И. Аксенов, И.А. Дроздов, А.М. Сироткин и др. // Порошковая металлургия. — 1983. — №12. — С. 40–46.

7. Антонова, М.М. Объемные изменения при спекании смеси порошков титана и никеля в вакууме и водороде / М.М. Антонова, О.Т. Хорпяков, Т.В. Хомко // Порошковая металлургия. — 1991. — №4. — С. 34–39.

8. Миргазизов, М. 3. Применение сплавов с эффектом памяти формы в стоматологии / М. 3. Миргазизов, В.К. Поленичин, В.И. Итин и др. — М.: Медицина, 1991. — 192 с.

9. Винтайкин, Е. 3. Обратимый эффект памяти формы в сплавах системы Мn-Си / Е. 3. Винтайкин, Г.И. Носова // МиТОМ. — 1996. — №9. — С. 34–37.

10. Попов, Н.Н. Влияние многократного дорнования и последующего нагрева на характеристики муфт из никелида титана / Н.Н. Попов, А.А. Аушев, И.Н. Аушева и др. // МиТОМ. — 1996. — №3. — С. 33–35.

11. Потапов, П.Л. Фазовый состав и пластичность сплавов с эффектом памяти формы системы Ni-Mn-Ti / П.Л. Потапов, О.П. Максимова, Е. 3. Винтайкин // МитТОМ. — 1994. — №1. — С. 31–34.

12. Гюнтер, В.Э. Физико-механические свойства и структура сверхпластичных пористых сплавов на основе никелида титана / В.Э. Гюнтер, Ю.Ф. Ясенчук, А.А. Клопотов и др. // ЖТФ. — 2000. — Т. 26. — Вып. 1. — С. 71–76.

13. Алымов, М.И. Получение, структура и свойства пористых материалов на основе титана / М.И. Алымов, Е.В. Евстратов, А.Б. Анкудинов и др. // ФиХОМ. — 2015. — № 12. — С. 70–75.

14. Леонтьев, Л.И. Фундаментальные исследования на основе создания новых материалов и технологий в области металлургии. Ч. 2. / Л.И. Леонтьев, К.В. Григорович, В.М. Костина // Изв. вузов. Черная металлургия. — 2016. — №1. — С. 11–22.

15. Леонтьев, Л.И. Фундаментальные исследования как основа создания новых материалов и технологий в области металлургии. Ч. 2. Порошковые наноматериалы / И.Л. Леонтьев, М.И. Алымов // Изв. вузов. Черная металлургия. — 2016. — Т. 58, №5. — С. 306–313.

16. Лолочава, А.И. Комплексная технология изготовления тонкостенных элементов методом порошковой металлургии для производства деталей из конструкционных и функциональных сплавов на основе титана и никеля для изделий ракетно-космической техники // Автореф. дис-ции доктора техн. наук. — Королёв, Моск. обл, 2016. — 60 с.

17. Алымов, М.И. Металлические порошки и порошковые материалы: справочник / М.И. Алымов, Ю.В. Левинский, С.С. Набойченко и др. Под ред. М.И. Алымова, Ю.В. Левинского. — М.: Научный мир, 2018. — 608 с.

18. Гадалов, В.Н. Закономерности формирования структуры частиц порошковых композиций на основе алюминия, получаемых механическим реакционным легированием / В.Н. Гадалов, А.Е. Гвоздев, А.Г. Колмаков и др. // Материаловедение. — 2019. — №7. — С. 24–29.

19. Гадалов, В.Н. Металлография металлов, порошковых материалов и покрытий, полученных электроискровыми способами / В.Н. Гадалов, В.Г. Сальников, Е.В. Агеев и др. — М.: ИНФРА-М, 2020. — 468 с. — (Научная мысль).

20. Гадалов, В.Н. Разработка технологии производства и термической обработки порошкового титанового сплава Тi6,1 А15, 4V1 85Sn / В.Н. Гадалов, О.М. Губанов, Д.С. Алымов и др. // Заготовительные производства в машиностроении. — 2021. — Т. 19, №6. — С. 276–280.

1. Sorokin, V.K. Proizvodstvo poroshkovogo prokata / V.K. Sorokin, L.S. SHmelyov, B.F. Antipov i dr. Pod red. V.K. Sorokina // M.; Metal lurgizdat, 2002. 296s.

2. Bulanov, V.Y. Prognozirovanie svojstv spechyonnyh materialov / V.Y. Bulanov, V.N. Nebol'sinov // M.; Nauka, 2012.153s.

3. Vasil'ev, V.A. Biporistye materialy na osnove nikelya i titana dlya elektrodov / V.A. Vasil'ev // Problemy mashinostroeniya i nadyozhnosti mashin, 1998. №6.S. 66–70.

4. Alymov, M.I. Materialy s zadannymi svojstvami / M.I. Alymov i dr. Pod obshchej red.B.A. Kalinia // M. NIYAU MTFI, 2012. 700s.

5. Vasil'ev, V.A. Fiziko-himicheskie osnovy i usloviya formirovaniya struktury triporistyh materialov / V.A. Vasil'ev // Tekhnika mashinostroeniya, 2001.№5. S. 40–42.

6. Aksyonov, G.I. Poluchenie nikelida titana spekaniem uplotnyonnyh smesej nikelya i titana za schyot vzaimnoj diffuzii i obrazovanie zhidkoj fazy / G.I. Aksbnov, I.A. Drozdov, A.M. Sirotkin i dr. // Poroshkovaya metallurgiya, 1983.№12. S. 40–46.

7. Antonova, M.M. Ob»yomnye izmeneniya pri spekanii smesi poroshkov ti-tana i nikelya v vakuume i vodorode / M. M. Antonova, O. T. Horpyakov, T.V. Homko // Poroshkovaya metallurgiya,1991.№4. S34–39.

8. Mirgazizov M. Е. Primenenie splavov s effektom pamyati formy v stoma-tologii / M. 3. Mirgazizov, V.K. Polenichin, V.I. Itin i dr. // M.; medicina, 991.192s.

9. Vintajkin, E.Е. Obratimyj effekt pamyati formy v splavah sistemy Mn-Si / E. 3. Vintajkin, G.I. Nosova // MiTOM, 1996.№9. S. 34–37.

10. Popov N.N. Vliyaniya mnogokratnogo dornovaniya i posledushchego nagreva na harakteristiki muft iz nikelida titana / N.N. Popov, A.A. Aushev, I.N. Ausheva i dr. / MiTOM, 1996. №3. S. 33–35.

11. Potapov P.L. Fazovyj sostav i plastichnost» splavov s effektom pamyati formy sistemy Ni-Mn-Ti // P.L. Potapov» O.P. Maksimova, E. 3. Vintajkin // MitTOM, 1994. №1. S. 31–34.

12. Gyunter, V.E. Fiziko-mekhanicheskie svojstva i struktura sverhplastich-nyh poristyh splavov na osnove nikelida titana / V.E. Gyunter, Y.F. YAsenchuk, A.A. Klopotov i dr. // ZHTF, 2000. T.

26. Vyp. 1. S. 71–76.

13. Alymov, M.I. Poluchenie, Struktura i svoistva poristyh materialov na osnove titana / M.I. Alymov, E.V. Evstratov, A.B. Ankudinov i dr. // FiHOM, 2015. №12. S. 70–75.

14. Leont'ev, L.I. Fundamental'nye issledovaniya na osnove sozdaniya no-vyh materialov i tekhnologij v oblasti metallurgii. CHast' 2. L.I. Leont'ev, K.V. Grigorovich, V.M. Kostina / Izv. vuzov. CHernaya metallurgiya, 2016. № 1. S. 11–22.

15. Leont'ev, L.I. Fundamental'nye issledovaniya kak osnova sozdaniya novyh materialov i tekhnologij v oblasti metallurgii. CHast' 2. Poroshkovye nanomaterialy / I.L. Leont'ev, M.I. Alymov // Izv.vuzov.CHyornaya metallurgiya, 2016. T. 58. №5.S. 306–313.

16. Lolochava, A.I. Kompleksiaya tekhnologiya izgotovleniya tonkostennyh elementov metodom poroshkovoj metallurgii dlya proizvodstva detalej iz konstrukcionnyh i funkcional'nyh splavov na osnove titana i nikelya dlya izdelij raketno-kosmicheskoj tekhniki. Avtoref. dis-cii doktora tekhn. nauk g. Korolyov, Mosk. obl. 2016.60s.

17. Alymov, M.I. Metallicheskie poroshki i poroshkovye materiay; spra-vochnik / M.I. Alymov, YU. V. Levinskij, S.S. Nabojchenko i dr. Pod red. M.I. Alymova. Y. V Levinskogo // M.; Nauchnyj mir,2018.-608s.

18. Gadalov, V.N. Zakonomernosti formirovaniya struktury chastic poroshkovyh kompozicij na osnove alyuminiya poluchaemyh mekhanicheskim reakcionnym legirovaniem / V.N. Gadalov, A.E. Gvozdev' A.G. Kolmakov i dr. Materialovedenie, 2019 №7. S. 24–29.

19. Gadalov, V.N. Metallografiya metallov, poroshkovyh materialov i po-krytij, poluchennyh elektroiskrovymi sposobami / V.N. Gadalov, V.G. Sal'nikov. E.V. Ageev i dr. M. INFRA-M, 2020.468s. — (nauchnaya mysl').

20. Gadalov, V.N. Razrabotka tekhnologii proizvodstva i termicheskoj obrabotki poroshkovogo titanovogo splava Ti6,1 A15,4V1 85Sn / V.N. Gadalov, O.M. Gubanov, D.S. Alymov i dr./ Zagotovitel'nye proizvodstva v mashinostroenii,2021. T. 19. № 6. S. 276–280.

В последнее время значительно вырос интерес металловедов к процессам получения интерметаллических соединений методами порошковой металлургии. Как известно, интерметаллиды, обладающие во многих случаях рядом уникальных свойств: сверхпроводимостью; эффектом памяти формы; способностью аккумулировать водород и др., до сих пор получают методами дуговой или индукционной плавки, не позволяющей за одну операцию приготовить большое количество гомогенного материала.

1975 год — начало повсеместного изучения взаимодействия тугоплавких металлов (Тi, Zr) с металлами VI–VIII групп Периодической системы с целью определения закономерностей и изыскания пути управления синтезом интерметаллидов в бинарных системах. Особенно интересны в этом отношении интерметаллиды систем Тi — Fe и Тi — Ni, обладающие рядом уникальных свойств. Так Ti2Ni способен адсорбировать водород в очень больших количествах и выделять его при нагреве, чем обусловлено создание на его основе высокоэффективных гибридных аккумуляторов; TiNi обладает очень высокой совместимостью с живыми тканями и близкими к ним биомеханическими свойствами [7, 8].

Весьма перспективной является разработка спеченного пористого сверхупругого никелида титана, который может быть использован для создания упругих элементов повышенной жесткости в различных узлах машин и механизмов [9–12].

Материалы с заданными свойствами широко используются в ряде специальных конструкций и устройств [1–20]. Среди них особое место занимают материалы, обладающие уникальным свойством — эффектом «памяти формы» [8, 12]. Наиболее известным материалом с «памятью формы» и имеющим практическое значение является сплав системы титан-никель эквиатомного состава — никелид титана [12].

Разработка новых и совершенствование существующих материалов представляют собой сложные процессы, целью которых является направленное формирование элементарного состава, фазового состояния и структуры материала [2–16]. Наличие необходимых материалов определяет возможность создания новой техники, что убедительно показано в работах [1, 3–20]. Поэтому разработка материалов, как направление научно-технического прогресса, занимает важное место в перечне критических технологий развитых стран мира. Структурночувствительные свойства материалов, такие как эффект «памяти формы», зависят от химического состава, типа межатомной связи, фазового состояния, дефектов структуры и других факторов.

Для Цитирования:
Гадалов, Губанов, Филонович, Ворначёва, Широбоков, Исследование влияния малых добавок железа и молибдена на фазовый состав порошкового сплава на основе титана и никеля. Главный механик. 2022;7.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: