Введение к работе
'
Актуальность работы: заключается в том, что структурооб-разование, контактные и диффузионные явления при спекании распыленных порошков быстрорежущей стали С БС ), а также исследование их свойств является одной из ключевых проблем физического материаловедения. В настоящее время темпы накопления экспериментальной и теоретической информации в области спекания распыленных порошков БС не соответствуют возрастающим потребностям инструментального производства методами порошковой металлургии в разработке и' получении новых материалов с повышенными эксплуатационными и физико-механическими свойствами. Необходимость детальных исследований в области физики процессов спекания требуют, в частности, изучения закономерностей процессов формирования структуры и свойств, а также выявления взаимосвязи структурообразования с кинетикой уплотнения. Последнее является актуальной задачей, позволяющей в рамках классической теории спекания, связать эволюцию структуры порошкового тела е изменением ее свойств и кинетикой уплотнения, а также создать его структурно-кинетичеокую модель*
Цель и задачи работы. Работа выполнена в соответствии о.заданиями научно-технической программы "Порошковая металлургия" Республики Кыргызстан.
Целью работы является изучение закономерностей формирования структуры, исследования физико-механических и эксплуатационных ствойств порошковых материалов на о с ноге распыленных порошков БС, полученных при вакуумном спекании. Для достижения этой цели в работе были поставлены и решены следующие основные' задачиї"
-
Изучить закономерности процессов структурообразования при вакуумном спекании распыленнпх порошков БС.
-
Определить закономерности перераспределения легирующих компонентов БС в процессе спекания.
-
Исследовать кинетику и механизм роста межчастичннх контактов в процессе спекания распыленных порошков БС.
Т. Изучить влияние пористости и температуры спекания на физико-механические свойства спеченных БС,
5, Исследовать стойкостные свойства спеченных резцов БС и сравнить их со стойкостными свойствами традиционных БС.
. 4-
Научная новизна. В работе впервые проведено модельное исследование кинетики и механизма спекания распыленных порошка БС. Исследовано влияние времени, радиуса частиц и температуры на рост межчастичных контактов при вакуумном спекании свободнонасыпанных сферических порошков БС типа РШЗК8Ф2, РГ2МФ5 и Р6М5ФЗ, полученных распылением в азоте. Экспериментально показано, что в чистом виде ни один из элементарных механизмов спекания не может считаться ответственным за рост мекчастичных контактов в изученных условиях спекания распыленных порошков БС. Формирование межчастичных контактов является результатом диффузионных процессов (объемных, зернограничкых и поверхностных) и переноса через газовую фазу. Проведена оценка и обсуждение значений энергий активации спекания.
Установлены закономерности формирования структуры спеченных БС до и после процесса спекания распыленных порошков БС. Методом локального микрорентгеноспектрального анализа изучено перераспределение металлических и неметаллических элементов БС. Вдервые показано, что величина микротвердости в контактной зоне значительно выле, чем в центральных участках частиц, что связывается с более высокой парциальной скоростью диффузии углерода в зоны межчастичных контактов в процессе спекания.
Экспериментально изучено влияние пористости и температуры на электропроводность и модуль упругости спеченных БС, Электропроводность спеченных порошков БС в зависимости от температуры спекания леняется симбатно плотности. С возрастанием пористости образцов БС модуль упругости уменьшается, причем до пористостей 20$ модуль изменяется практически линейно. Опытные значения /Е„ хорошо согласуются с расчетными данными, полученные по формуле Хашина;'
Практическая значимость и реализация результатов работы'^На . основании проведенных исследований определены оптимальные темпе-ратурно-временные режимы вакуумного спекания распыленных порошков БС, направленные на получение наиболее качественной микроструктуры и. физико-механических свойств.
В работе совместно с инженерным центром завода Кыргызавто-маш было проведено опытно-промышленное опробование стойкостных свойств спеченных БС в качестве токарных резцов. Благодаря изучению стойкостных свойств спеченных порошков БС было установлено, что спеченные пластины-резцы БС обладают стойкостными характеристиками, превышающими в 1,5-1,9 раза по сравнению с традиционными
-5 -резцами БС. Результаты эксплуатационных исследований спеченных резцов БС позволяет их рекомендовать для изготовления режущих пластин методом вакуумного спекания".
Автор защищает:
-
Закономерности формирования структуры и физико-механических свойств от пористости и температуры спекания БС.
-
Особенности перераспределения легирующих элементов в процессе спекания.
-
Кинетику роста межчастичных контактов и особенности механизма спекания.
4» Возможность получения спеченных БС с низкой пористостью и- высокими физико-механическими и эксплуатационными свойствами.
Апробация работы. Основные результаты научно-исследовательской работы доложены и обсуждены на Республиканской конференции по порошковой металлугии 15-16 ноября I98tf г., Фрунзе; на X7I Всесоюзной научно-технической конференции по порошковой металлургии "Теория и технология порошковых материалов", 17-19 мая 1989г., Свердловск; на IX Международной конференции по порошковой металлургии в ГДР, 23-25 октября 1989 г., Дрездену на I Республиканской конференции молодых ученых, 20-23 сентября 1990 г., Фрунзе; на ХУП Всесоюзной конференции по порошковой металлургии, 21-25 октября 1991 г., Киев; на координационном научном семинаре по порошковой металлургии, 2-3 ноября 1989 г., йосква; на координационном совещании-семинаре по порошковой металлургии в гіДрез-ден (ГДР), 16-18 октября 1990 г.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано' 7 печатных работ, список которых приведен ниже*
Структура и объем.работы; Диссертация состйит из' введения^ постановки задачи, Гпяти глав, выводов, списка литературы и приложения.
Общий объем работы составляет 124 страницы, включая 24 рисунка, 21 таблицу, библиографию из 150 наименований^
