ИЗМЕНЕНИЕ МИКРОТВЕРДОСТИ БЕЗВОЛЬФРАМОВЫХ ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ ПРИ ИХ ОБЛУЧЕНИИ ГАЗОМЕТАЛЛИЧЕСКИМ ПУЧКОМ ИОНОВ АРГОНА И ЦИРКОНИЯ

В. В. Акимов, А. Ф. Мишуров, Д. А. Негров, Я. А. Сидорова, В. Ю. Путинцев

Аннотация


Рассматривается способ повышения микротвердости поверхности безвольфрамового твердого сплава на основе карбида титана со связующей фазой из интерметаллида никелида титана (TiNi). Известно, что матрица в твердых композиционных материалах должна проявлять способность к произвольному формообразованию в процессе деформации композита, а также хорошо упрочняться и хорошо смачивать твердые частицы, обеспечивая прочную связь по границам фаз и высокую плотность при спекании. Повышение прочностных свойств и твердости композиционных материалов достигают совершенствованием микроструктуры, устранением дефектов в их строении при улучшении процессов смачивания связующей фазой. Экспериментально установлено, что процесс облучения поверхности отполированных образцов ионами Ar+ и Zr+ с энергией около 20 кэВ и дозой 1017 ион/см2 твердого сплава приводит к значительному изменению микротвердости материала за счет образования закалочных точечных дефектов, возникающих при интенсивном нагреве и охлаждении образцов композита. В результате имплантации образцов твердых сплавов структура формируется в крайне неравновесных условиях взаимодействия поверхности безвольфрамового сплава с концентрированным потоком энергии и вещества. Поэтому этот метод повышения прочности и микротвердости является перспективным способом повышения износостойкости дезинтеграторных бил и металлокерамических зубьев, используемых в дорожно-строительных машинах для ремонта дорожного покрытия. Кроме того, изменение температуры, возникающей при облучении твердых сплавов системы TiC–TiNi, играет значительную роль в формировании его структуры и изменении микротвердости на поверхности образцов.

Ключевые слова


безвольфрамовый твердый сплав; тугоплавкие соединения; микротвердость; композит; имплантация; ионы; доза; связующая фаза; металлокерамические зубья

Полный текст:

PDF

Литература


Panin V.E., Grinyaev Yu.V., Danilov V.I. et al. Strukturnyye urovni plasticheskoy deformatsii i razrusheniya [Structural levels of plastic deformation and fracture]. Novosibirsk, Nauka, Sib. otdelenie Publ., 1990, pp. 187–201.

Grigorovich A.K. Tverdost’ i mikrotverdost’ metallov [Hardness and microhardness of metals]. Moscow, Nauka Publ., 1976, 230 p.

Akimov V.V. [Investigation of microhardness of hard alloys based on titanium carbide]. Vestnik IGTU, 2005, no. 3 (23), pp. 121–124. (in Russ.)

Akimov V.V., Mishurov A.F., Korytov M.S. at al. [Effect of heat treatment on the change in microhardness and phase composition of solid TiC–TiNi alloys]. Omskiy nauchnyy vestnik, 2006, no. 9 (46), pp. 31–33. (in Russ.)

Akimov V.V. [Mechanism of liquid-phase sintering of carbide composites TiC–TiNi]. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedeniy. Chernaya metallurgiya, 2006, no. 6, pp. 33–35. (in Russ.)

Brandon D., Kaplan U. Mikrostruktura materialov. Metody issledovaniya i kontrolya [Microstructure of materials. Methods of research and control]. Moscow, Tekhnosfera Publ., 2004, 384 p.

Rakovsky V.S. Spechennyye materialy v tekhnike [Sintered materials in engineering]. Moscow, Metallurgiya Publ., 1998, 263 p.

Panov V.S., Zaitsev A.A. [Solid alloys WС–Co, doped with tantalum carbide]. Poroshkovaya metallurgiya i funktsional'nye pokrytiya, 2015, no. 2, pp. 44–48. (in Russ.)

Andrievsky R.A., Spivak I.I. Prochnost’ tugoplavkikh soyedineniy i materialov na ikh osnove: spravochnik [Strength of refractory compounds and materials based on them: reference]. Chelyabinsk, Metallurgiya Publ., 1989, 368 p.

Andrievsky R.A. [Nanocomposites based on refractory compounds: the state of development and prospects]. Materialovedenie, 2006, no. 4, pp. 20–26. (in Russ.)

Rusinov P.O., Blednova Zh.N. [Structural and technological regularities in the formation of surface layers from a material with shape memory effect by high-speed gas-flame spraying]. Fizikokhimicheskie aspekty izucheniya klasterov, nanostruktur i nanomaterialov, 2014, no. 6. рр. 322–329. (in Russ.)

Kheifets M.L., Kolmakov A.G., Klimenko S.A. [Physicochemical structural analysis of the structure of materials from chemical disorder to nonequilibrium thermodynamics]. Mekhanika mashin, mekhanizmov i materialov, 2017, no. 2 (39), рр. 65–72. (in Russ.)

Klubovich V.V. Rubanik V.V. [Martensitic transformations in titanium nickelide of ion-plasma deposition of a TiN coating]. Materialy, tekhnologii, instrumenty, 2013, vol.18, no. 2, pp. 47–51. (in Russ.)

Bleicher, V.P. Krivobokov, Pashchenko O.V. Teplomassoperenos v tverdom tele pod deystviyem moshchnykh puchkov zaryazhennykh chastits [Heat and mass transfer in a solid under the action of powerful beams of charged particles]. Novosibirsk, Nauka Publ., 1999, 176 p.

Postnikov D.V. [Model of the redistribution of elements in steels when irradiated with beams of charged particles]. Omskiy nauchnyy vestnik, 2006, no. 9 (46), pp. 33–36. (in Russ.)

Gulkin A.V., Postnikov D.V., Plotnikov S.V. [Redistribution of elements during pulsed irradiation by beams of charged particles]. Proceedings of the 4th Int. scientific conf. “Radiation-thermal effects and processes in inorganic materials”, Tomsk, 2004, pp. 354. (in Russ.)

Korusenko P.M., Nesov S.N., Bolotov V.V., Povoroznyuk S.N., Pushkarev A.I., Knyazev E.V. Change in the chemical state and concentration of iron in carbon nanotubes obtained by the CVD method and subjected to pulsed ion irradiation. Physics of the Solid State, 2017, vol. 59, iss. 10, pp 2045–2052. DOI: 10.1134/s1063783417100249

Bolotov V.V., Korusenko P.M., Nesov S.N., Povoroznyuk S.N., Stenkin Yu.A. [Influence of a pulsed ion beam on the electronic structure of nitrogen atoms in multiwalled carbon nanotubes doped with nitrogen]. Omskiy nauchnyy vestnik, 2016, no. 4 (148), pp. 119–122. (in Russ.)

Nesov S.N., Korusenko P.M., Povoroznyuk S.N., Bolotov V.V. [Modified structures of the phase composition of composites using composites based on MWNT and tin oxide using powerful ion irradiation]. In the book: Chemistry under the sign of SIGMA: Research, innovation, technology. Abstracts of the V All-Russian Scientific and Youth School-Conference, 2016, р. 257. (in Russ.)

Korusenko P.M., Bolotov V.V., Nesov S.N., Povoroznyuk S.N., Khailov T.P. Сhages of the electronic structure of the autos of nitrogen in nitrogen – doped multiwalled carbon nanotubes under the influence of pulsed ion radiation. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions Materials and Atoms, 2015, vol. 358, pp. 131–135. DOI: 10.1016/j.nimb.2015.06.009


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


Bookmark and Share