Новые материалы

Листать книгу

Страницы: ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...

скачать книгу Новые материалы

Рис. 4.1. Прочность прессовки железных порошков с различной насыпной плотностью: / - ПЖВЗ.315.15-18; 2 - ПЖВ2.160.24; 3 - ПЖРВ2.200.26; 4 ~ ПЖР2.200.26
...
Добавка 0,8 % стеарата цинка снижает значения уплотняемости в пресс-форме 011,3 мм на 0,06...0,10 г/см3 при давлении 600 МПа и на 0,10...0,12 г/см3 при давлении 700 МПа. В пресс-форме 025 мм добавка
...
Кроме того, введение стеарата цинка существенно влияет на прочность прессовки порошка. Так, добавка 0,8 % стеарата цинка снижает прочность прессовки в 1,35—1,5 раза. Замена стеарата цинка на твердую смазку «Kenolube» обеспечивает незначительное ухудшение прочности прессовки.
...
В настоящее время в мировой практике освоен выпуск легированных порошков конструкционных сталей, главным образом гомогенно- и ча-стичнолегированных (диффузионнолетированных), спрос на которые постоянно растет.
...
Гомогеннолегированные порошки, получаемые распылением, применяют в основном для изготовления тяжелонагруженных деталей методом горячей штамповки. Ввиду низкой уплотняемости и прочности прессовок порошки этого типа редко используют для получения деталей методом прессования с последующим спеканием. По оценкам специалистов, потребление гомогеннолегированных порошков за рубежом составляет около 5,5 тыс.т/год, что связано прежде всего с их относительно высокой стоимостью. Наибольший спрос на гомогеннолегированные порошки конструкционных сталей отмечается в США, где метод горячей ковки пористых заготовок (ГКПЗ) получил широкое распространение в автомобильной промышленности (80 % объема низколегированных распыленных порошков фирмы <<H6ganas» в США предназначено для изготовления высокоплотных деталей).
...
Большинство промышленных процессов получения гомогеннолегированных порошков основано на использовании в качестве распыляющей среды воды высокого давления. Эта технология освоена фирмами «Mannesmann Demag», «Хюттентехник», «Пульверметалл» (ФРГ), «Hoganas» (Швеция, США), «Домфер Метл Паудерз» (Канада), ^Kawasaki Seitetsu» и «КоЬе Seikose» (Япония). Наиболее широко применяют водораспыленные порошки никельмолибденовой стали типа A1S1 4600 (1,8 % Ni, 0,5 % Mo, 0,25% Mn) [3].
...
Порошки, как правило, отличаются низким и стабильным содержанием кислорода, углерода и серы, что достигается использованием высокочистого исходного сырья.
...
Например, фирма «Quebec Metal Powder Ltd.» (Канада) приступила к выпуску порошка марки «Atomel 4601», в котором содержание углерода снижено с 0,02 до 0,003 %, серы - с 0,03 до 0,006 %, кислорода - с 0,3 до 0,09 % по сравнению со стандартным порошком марки 4600.
...
Японские фирмы «КоЬе Seikose» и «Kawasaki Seitetsu» начали выпуск высокочистых легированных порошков марок 46F2H и KIP 4600ES соответственно, с содержанием углерода не более 0,002%, кремния — 0,01 %, марганца - 0,02%, серы - 0,001 %.
...
Фирма «Hoganas» (США) сообщила о начале выпуска на заводе в Ривертоне нового легированного молибденом порошка марки «Апсог-steel 85НР». Этот порошок, предназначенный для изготовления автомобильных деталей с высокими механическими характеристиками, например, таких как шестерни трансмиссии, полученные по традиционной технологии, обеспечивает, по данным фирмы, достижение более высоких плотностей, чем стандартные никельмолибденовые стальные порошки. По оценкам, потребность в этом порошке составит 10 тыс. т/год.
...
В университете в Карлсруэ (ФРГ) проводятся работы по выявлению резервов повышения эксплуатационных характеристик порошковых сталей микролегированием. Наиболее перспективным считают использование микролегирования в сочетании с традиционным легированием для получения двухфазных порошковых материалов, подвергаемых холодной экструзии.
...
Частичнолегированные порошки предназначены для изготовления конструкционных средненагруженных деталей традиционным и наиболее широко используемым методом порошковой металлургии: прессованием прессовок необходимой конфигурации с последующим спеканием. Частичнолегированные порошки сохраняют хорошую технологичность исходного железного порошка (высокую уплотняемость и прочность прессовок) и не склонны к макросегрегации легирующих добавок в процессе транспортировки и переработки, что обеспечивает получение высокоточных порошковых изделий со стабильными размерами и эксплуатационными свойствами в условиях крупносерийного производства.
...
В связи с высокой технологичностью частичнолегированных порошков их потребление непрерывно растет. Проводятся работы по расширению их марочного состава. В качестве легирующих добавок в них вводят никель, медь, молибден и фосфор.
...
До недавнего времени основными поставщиками частичнолегированных порошков являлись фирмы «Mannesmann Demag» (серия «Шгарас» на основе распыленных железных порошков) и «H6ganas» (серия «Distaloy» на основе восстановленных и распыленных железных порошков). В Японии освоен промышленный выпуск частичнолегированных
...
4. ПОРОШКОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА
...
Существенным резервом повышения эксплуатационных характеристик порошковых изделий из частичнолегированных порошков являются термическая и химико-термическая обработки. Так, применение закалки и отпуска приводит к повышению прочности в 1,5—2 раза при сохранении удовлетворительного уровня пластичности и ударной вязкости.
...
Для получения деталей электротехнического назначения, а также с целью улучшения обрабатываемости порошковых деталей на основе железных порошков в последние годы широко используются порошки частичнолегированные фосфором, полученные путем введения в них дисперсных частиц феррофосфора. В порошковых материалах из таких порошков наблюдается снижение коэрцитивной силы и потерь на гистерезис, а также повышение магнитной проницаемости по сравнению с порошковыми изделиями из высококачественных железных порошков типа ASC 100.29 и АВСЮО.ЗО. Имеются данные, что введение фосфора существенно повышает усталостную прочность в порошковых сталях, обладающих остаточной пористостью.
...
Учитывая, что одним из перспективных видов исходных материалов для порошковых деталей являются частичнолегированные порошки, в последние годы за рубежом весьма активно ведутся разработки, направленные на повышение их качества за счет оптимизации химического состава, расширения диапазона легирующих элементов, применения новых технологических приемов, улучшающих стабильность свойств деталей в условиях крупносерийного автоматизированного производства.
...
В фирме «Kawasaki Seitetsu» для изготовления деталей с высокими прочностью и вязкостью разработан новый частичнолегированный порошок марки «Sigmaloy-2010» (0,001 % С; 0,017 % Si; 0,05 % Мп; 0,005 % Р; 0,003 % S; 1,9 % Ni; 1 % Mo и 0,07 % кислорода). Кроме того, этой же фирмой разработана и запатентована новая технология получения частичнолегированных порошков, при которой легирующие элементы с высоким сродством к кислороду, такие как хром, ванадий, ниобий, бор,
...
вводятся в базовый железный порошок на стадии выплавки металла в количествах, не ухудшающих уплотняемость порошка, а элементы, оксиды которых легко восстанавливаются водородом (никель, медь, молибден, вольфрам и др.), добавляют к базовому порошку в виде элементов или оксидов с последующим диффузионно-восстановительным отжигом.
...
фирмой «КоЬе Seikose» разработан выпуск двух новых частичнолегированных порошков на основе системы Fe—Ni-Cu-Mo марок 4800DFA и 4800DFB. Никель и медь добавляют к железному порошку основы в виде тонкого порошка сплава Ni—Си, а молибден — в виде порошка молибдена, что обусловлено, по данным фирмы, как потребительскими свойствами порошковых изделий, так и экономическими факторами.
...
Японской фирмой «Дайдо токосюко» разрабатывается технология получения гибридных порошков, предусматривающая введение в восстановленный железный порошок основы тонкодисперсных порошков высоколегированных сплавов на основе железа с последующим отжигом.
...
Американской фирмой «Элкем Метлз» разработан и запатентован так называемый метод «псевдолегирования», позволяющий, по мнению разработчиков, избежать недостатков как метода механического смешивания, так и получения гомогеннолегированных порошков. Суть предложенной технологии состоит в размоле смеси железного и легирующих порошков в течение времени, достаточного для внедрения легирующих частиц в мягкие частицы железа, и последующего отжига полученного продукта. В настоящее время фирма приступила к освоению выпуска порошка стали марки 4100, полученного методом «псевдолегирования».
...
В Донском государственном техническом университете разработаны процессы получения поликомпонентных материалов путем термосинтеза в вибрирующем слое в дисперсных системах с введением микро- и макроприсадок легирующих элементов (Cu/CuO/Cu20, Ni, Fe/FeO, Al, P> S, B, Ti(C, N) и оболочкового подслоя на частицах базового порошка — железной основы.
...
Получены композиционные порошки на основе серийных и экспериментальных железных порошков (типа Fe—хСи—уР)
...
На Всемирном конгрессе П М-2000 в Киото были представлены последние разработки в области применения ферропорошков. Наилучшие
...
4. ПОРОШКОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА
...
свойства по усталостной прочности (вращение с изгибом) получены на порошковых сталях, предварительно легированных хромом, молибденом и ванадием.
...
Размеры частиц легирующих компонентов в смеси должны быть малы для обеспечения большого числа контактов с железными частицами. Углерод добавляют в металлические порошки всех типов в виде графита, так как в противном случае наблюдается снижение прессуемости изделий. Способ введения углерода в сталь является важной технологической проблемой порошковой металлургии. Как показала практика, процесс спекания трудно управляем, поэтому получение сталей с требуемым содержанием и распределением углерода затруднительно.
...
В результате термообработки происходят необратимые изменения, обусловленные, в первую очередь, фазовыми превращениями. Для исключения образования при охлаждении продуктов превращения вводят молибден при 0,4 % С и плотности более 7,2 г/см3. Другое преимущество введения молибдена — устранение отпускной хрупкости, а недостатком его является высокая стоимость.
...
На протяжении 15 лет в качестве легирующей добавки в промышленных технологических процессах используют фосфор, хотя в литых сталях фосфор является вредной примесью.
...
В Научном центре порошкового материаловедения методом механического легирования разработана технология получения порошковых фосфористых сталей с содержанием фосфора 0,65... 1,1 % (масс.) и углерода 0,8 % (масс). При механическом легировании происходит гомогенизация смеси по фосфору в объеме каждой частицы, образование твердых растворов фосфора и углерода в железе и температура спекания снижается на 100 °С. Разработанные стали обладают следующими свойствами: предел прочности на растяжение — 700...850 МПа, ударная вязкость — 400...700 кДж/м2, относительное удлинение — 7...14%.
...
Фирмой «Hoganas» разработана технология получения кремниевых сталей серии «Апсогюу», не содержащих в больших количествах легирующие элементы, такие как никель и медь. Технологический процесс включает в себя двойное прессование, спекание в течение 30 мин при температуре 1260 °С, закалку и низкий отпуск. Плотность сталей после спекания составила 7,4 г/см3, предел прочности при растяжении " 770... 1350 МПа, относительное удлинение — 3...5,4 %, твердость — 38 HRC, ударная вязкость — 46 кДж/м2.
...
Перспективное направление в порошковой металлургии — разработка азотсодержащих коррозионностойких сталей. Преимуществами этих ма-
...
хериалов является легирование азотом, что позволяет снизить содержание металлических легирующих элементов. Азот в качестве упрочнителя сталей и сплавов эффективен как в твердом растворе, так и в виде нитридов. В России ведутся работы по получению азотсодержащих порошков [4].
...
Растворимость молекулярного азота при атмосферном давлении, вплоть до температур плавления железа, невелика. Так, при 1500 °С она составляет 0,045 % (масс). Обычно азотсодержащие стали получают с использованием плавильных методов (введением азотсодержащих лигатур, повышением парциального давления азота в печи, наведением соответствующих шлаков) либо насыщением поверхностей деталей и инструмента атомарным азотом (например, в среде диссоциированного аммиака). Однако нитриды, образующиеся при кристаллизации слитка, имеют большие размеры и неравномерно распределены по сечению. Метод насыщения атомарным азотом поверхности готовых деталей сопряжен со значительными ограничениями по размерам изделий и глубине азотсодержащего слоя.
...
Для обеспечения высоких эксплуатационных свойств сталей требуется создание системы тонкодисперсных и однородно распределенных частиц упрочняющей фазы в исходной матрице. В случае использования для этих целей нитридов необходима высокая активность насыщающей среды — азота. Этого можно добиться, уменьшая пути диффузии, т. е. переходя к насыщению порошков, а также увеличивая азотный потенциал. Использование в качестве насыщающей атмосферы молекулярного азота, сжатого до высоких давлений, создает условия для глубокого азотирования сплавов железа при температурах, когда неэффективно традиционное азотирование.
...
Регулирование азотного потенциала давлением и использование в качестве объекта насыщения специально разработанных порошков сплавов должно обеспечить получение однородно распределенных в матрице тугоплавких дисперсных нитридов.
...
Для газобарического насыщения азотом порошки сплавов (табл. 4.2) получали методом распыления вращающегося электрода в гелии (ReP-процесс) или распылением расплава азотом. В результате были получены опытные партии порошков матричных сплавов с содержанием кислорода 0,002...0,005 %, углерода 0,034...0,047 % и серы 0,004...0,005 % [5].
...
В качестве рабочей фракции для газобарического насыщения азотом использовали порошки крупностью менее 400 мкм с насыпной плотностью 4,5...4,7 г/см3 и текучестью 15...16 с (50 г).
...
4. ПОРОШКОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА
...
ческое горячее прессование — ДГП) пористых заготовок с последующей их термической обработкой. Горячештампованная термообработанная ни-келъмолибденовая сталь (ПК60Н2М) имеет высокие механические свойства' прочность при испытании на растяжение ав = 1300... 1400 МПа, при испытании на изгиб аиз = 2200...2300 МПа, ударная вязкость КС = 185кДж/м2 Применение горячей штамповки позволяет повысить относительную плотность пористых заготовок, например, для стали ПК40Н4Д2М по сравнению с однократным прессованием — от 85,9 до 98,9 %, по сравнению с двукратным — от 93,8 до 99,5 %. По механическим свойствам горячештампованные стали мало отличаются от компактных: предел прочности а = 1300 МПа, твердость 40 HRC, ударная вязкость KCV = = 500 кДж/м*
...
Методом горячей штамповки пористых заготовок получают заготовки из распыленных порошков быстрорежущих сталей Р18 и Р6М5К5. Структура стали Р18 после горячей штамповки характеризуется высокой однородностью, отсутствием карбидной ликвации и содержит мелкие зерна карбидов (0,3... 1,5 мкм), в отличие от литой аналогичного состава. После закалки и трехкратного отпуска твердость стали 64...65HRC. Исследование режущих свойств показало, что стойкость резцов из порошковой стали Р18 вдвое выше, чем резцов из литой стали.
...
США — лидер по внедрению штамповки в технологии порошковой металлургии и, хотя масштаб производства в 90-х годах был невелик, ожидается, что в начале XXI в. в США, Японии и Западной Европе этим методом будут производить до 30 % конструкционных порошковых изделий.
...
Внедрение горячей штамповки сдерживается тем, что применение этого процесса во многом лишает порошковую металлургию ее преимуществ: низкой себестоимости продукции и высокого коэффициента использования металла.
...
Особый интерес представляет высокотемпературная термомеханическая обработка (ВТМО), которая способствует повышению прочности при сохранении пластичности материала. Основными параметрами, определяющими эффективность ВТМО, являются степень, скорость и температура деформации, а также последеформационная выдержка, за которой следует закалка (если выдержка исключается, закалка — немедленная). При такой обработке подавляется (или частично задерживается) процесс рекристаллизации, так как ВТМО осуществляется в высокотемпературной области. В табл. 4.5 приведены результаты ВТМО порошковых сталей гомогенного состава и аналогичных литых. Некоторое У»е'
...
4. ПОРОШКОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА
...
ний объем находится под квазиизостатическим давлением. ROC-процесс также как и САР-процесс, не направлены на решение задач массового производства. Отметим, что при САР-процессе (Consolidation by Atmospheric Pressure) спекание осуществляют при нормальном атмосферном давлении и температуре несколько выше солидуса.
...
Фирма «Hoganas» с помощью процесса «Апсог-dense» получила материалы на основе железа с плотностью 7,25...7,55 г/см3 при однократном прессовании и одностадийном спекании. Процесс включает приготовление смесей с оптимальным содержанием основных компонентов и минимальной концентрацией пластифицирующих добавок. Используется традиционное оборудование для прессования (давление 690 МПа), но с подогревом порошка и матрицы до 130...155°С (с точным контролем температуры ±2 °С), спекание проводят при 1260 °С.
...
Технология обеспечивает уплотнение прессовок при меньшем усилии прессования и значительное повышение плотности прессовок, что позволяет производить их механическую обработку. Прочность прессовки, содержащей 0,6 % связки, составляет 21...24 МПа по сравнению с 12...18 МПа для традиционного процесса прессования с последующим спеканием. Относительная плотность изделий достигает 97 %. Результаты испытаний показали экономичность и эффективность данного способа, позволяющего изготовлять широкую номенклатуру высококачественных деталей с повышенной плотностью и контролем геометрических размеров.
...
При теплом прессовании получают изделия с высокими плотностью и механическими характеристиками [6]. Влияние теплого однократного и двукратного прессования на процесс уплотнения двух видов смесей: ди-сталой АЕ + 0,6 % С + 0,6 % пластификатора; дисталой НР-1 + 0,6 % С + + 0,6 % пластификатора представлены в табл 4.6.
...
Изготовленные по этим технологиям изделия демонстрируют очевидные преимущества теплого прессования: возможность получения при однократном прессовании и спекании высокоплотных изделий, технологичность, высокие физико-механические свойства (табл. 4.7).
...
Таким образом, преимущества теплого прессования очевидны, но отечественной промышленностью специализированное оборудование для теплого прессования не освоено, а производимые в ФРГ прессы весьма дороги и изготовляются по индивидуальным заказам. При этом следует отметить, что стоимость смазки относительно небольшая, а переоборудование имеющихся прессов с целью подогрева шихты вполне возможно, т. е. целесообразно развивать данное направление порошковой металлургии на отечественных предприятиях.
...
4. ПОРОШКОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА Т
...
обеспечивает большую усадку и высокий комплекс физико-механическид свойств. Плотность деталей из стали MSP3.5Mo при спекании без жид кой фазы составляет 7,5...7,6 г/см3. Спекание проводили в колпаковых печах с зоной быстрого охлаждения (скорости охлаждения было доста точно, чтобы получить мартенситную структуру). Материал, содержащий 1,5% Мо, 2%
...
Следует отметить, что температура спекания описанного технологического процесса выше, чем наибольшая температура эксплуатации большинства серийно производимого специализированного российского оборудования.
...
Повысить плотность в процессе спекания можно благодаря усадке с использованием химических методов, но чаще всего механические и химические методы дополняют друг друга. При этом достаточно увеличить температуру спекания, вследствие чего повысится плотность, поскольку диффузионные процессы связаны с температурой экспоненциальной зависимостью. Для существенного роста плотности в процессе спекания обычно применяются тонкие активные порошки с большой удельной поверхностью, например в технологиях инжекционного литья (способы формования с применением термопластических веществ и паст).
...
Исследования по применению ультрадисперсных порошков (УДП) для производства порошковых сталей проведены в Институте металлургии УрО РАН. В качестве основы применяли порошок марки ПЖФР.
...
Добавки УДП никеля наиболее эффективны в виде химических соединений, восстанавливающихся в процессе спекания порошкового материала. В ряду соединений NiO, Ni(N03)2, NiC204 максимальной скоростью диффузии в железо характеризуется никель, восстановленный из оксалата. Введение 0,2...0,3 % (масс.) УДП никеля активирует процесс спекания материалов из смеси железа и никеля и повышает плотность спекаемого материала на 4 %. При этом температура спекания снижается на 200 °С, а время спекания сокращается в 4 раза. Свойства спеченных материалов представлены в табл. 4.8.
...
Одним из вариантов процесса высокотемпературного компактирова-ния является горячее изостатическое прессование (ГИП), которое предусматривает использование при спекании внешнего давления, в этом случае пористость изделия незначительна. ГИП применяют для изготовления деталей из низкоуглеродистых, жаропрочных, нержавеющих и инструментальных сталей. При этом прочностные характеристики повы шаются на 5...10%, а пластические — в несколько раз.
...
рат по сравнению с затратами на ГИП обеспечивает изотермическая ковка. Как и при ГИП, шихту засыпают в формы и вакуумиру-
...
процесса спекания. Его существенный недостаток — значительные изменения геометрии и формы изделия. Активирование спекания можно обеспечить механическим легированием.
...
На плотность изделий влияет не только химический состав добавок, но и способ их введения. Для легирования порошковых сталей обычно в чистом виде применяют никель, молибден, медь, углерод, имеющие низкое сродство к кислороду, а компоненты с высоким сродством к кислороду предпочтительнее использовать в виде соединений. Для деталей конструкционного и триботехнического назначения разработана низколегированная хромомолибденовая сталь.
...
Самым распространенным легирующим элементом является никель. Добавки никеля увеличивают прочность, пластичность и ударную вязкость изделий. Смешивание и диффузионное легирование порошков позволяет получать материалы плотностью на 0,25...0,4 г/см3 выше плотности сталей из распыленных легированных порошков.
...
При спекании могут происходить как усадка, так и увеличение размеров изделий. Это явление используется для компенсации влияния легирующих добавок. Так, в системах Fe—Ni—Си или
...
При спекании по принятым в промышленности режимам близкими по гомогенности к литым сталям являются только изделия из предварительно отожженных порошков распыленных сталей. Структура сталей из распыленных и частичнолегированных сплавов более однородная, чем у поликомпонентных. В изделиях из легированных сталей присутствуют поры в виде многочисленных мелких скоплений, тогда как детали, полученные из поликомпонентных смесей, имеют более крупные поры.
...
Порошковые нержавеющие стали применяются для изготовления конструкционных деталей или фильтров [8]. Конструкционные детали имеют достаточно высокие антикоррозионные и механические свойства. Однако наличие остаточной пористости несколько снижает их свойства по сравнению с литыми и деформированными сплавами. Для снижения пористости применяют, в основном, горячую обработку давлением и инфильтрацию.
...
Порошковые нержавеющие стали, полученные горячим прессованием в вакууме, с остаточной пористостью 1...3%, имеют коррозионную стойкость в растворах солей и кислот выше, чем литые прокатанные стали того же состава.
...
При производстве фильтроэлементов из порошковых нержавеющих сталей применение различных видов горячей обработки давлением недопустимо, поэтому наиболее рациональным направлением улучшения свойств является использование специальных добавок, обеспечивающих регулирование спекания. Дальнейшее изменение пористости достигается деформацией.
...
По мере роста цен на мировом рынке на никель, хром, молибден возрастает интерес к производству деталей из нержавеющих сталей методами порошковой металлургии. Отмечается устойчивая тенденция к росту объемов производства порошков нержавеющих сталей в США.
...
Для автомобильной выхлопной системы разработаны порошковые нержавеющие стали. Детали из нержавеющей стали 409L обладают более высокой коррозионной стойкостью и лучшей термоустойчивостью по сравнению с деформированной 409L (механические свойства 409L и деформированной 409L приведены в табл. 4.9).
...
Судя по публикациям, значительно расширился круг исследований в этом направлении в 90-х годах. Быстрорежущие стали производят используя гидро- или изостатическое прессование, инжекционное формование, усовершенствованные технологии холодного и горячего формования.
...
Перспективным направлением повышения свойств быстрорежущих сталей является введение в их состав карбидов, оксидов и других соединений, повышающих износостойкость. Основными объектами исследований в России являются быстрорежущие стали Р6М5К5, PI8, Р6М5, за рубежом - Т15 и М2. В Южной Корее разрабатывается процесс получения быстрорежущей стали из поликомпонентной смеси порошков и карбидов. Такой способ очень эффективен и безусловно составит конкуренцию традиционному, использующему легированные распыленные порошки.
...
Определенный интерес представляют работы по получению высокопрочных мартенситно-стареющих сталей методом порошковой металлургии. За рубежом эти стали, в основном, получают из распыленных легированных порошков, применяя различные методы горячего формования. Это позволило значительно снизить ликвационную неоднородность сталей и, как следствие этого, повысить прочностные свойства, но характеристики вязкости разрушения порошковых сталей остались на уровне или несколько ниже, чем у сталей, полученных традиционными методами.
...
4. ПОРОШКОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА
...
В последнее время повышенное внимание исследователей привлекают структурно-неоднородные материалы двух типов: гетерогенные бей-нитно-мартенситные стали и трип-стали — относительно новый класс материалов [9]. К трип-сталям относят стали с высокими прочностью и пластичностью, реализуемыми за счет у—а-перехода при нагружении. Особенно важное свойство этих сталей — высокое сопротивление распространению трещин.
...
Предложен способ получения стали (со структурой, имеющей 85...97 % мартенсита), содержащей в порошковой смеси медь, графит, никель, молибден. После компактирования изделия спекают в бескислородной атмосфере в интервале температур 1130... 1230 °С и охлаждают в печи со скоростью 5...20 °С/мин. Таким образом, простыми технологическими приемами создается неоднородная мартенситно-бейнитная структура с улучшенными механическими свойствами.
...
В 90-е годы для никельмолибденовой и никельмолибденовомеднис-той сталей разработана технология, обеспечивающая в процессе нагру-жения деформационное превращение богатого никелем аустенита в мартенсит. Высокопрочные материалы были получены при использовании порошков сталей и длительной цементации (920 °С, 25 ч). В результате предел прочности составил 1380...1920 МПа, а ударная вязкость — 200...530кДж/м2.
...
Ведутся работы по созданию метастабильных аустенитных сталей (MAC) и в России. Так, порошковые стали ПК50Н4 (0,45...0,55 % С; 4%
...
Существует несколько групп метастабильных триботехнических сталей. Это материалы на основе систем Fe—Мп-С и Fe—Ni—С с различным содержанием углерода и легирующих элементов (110Г13, Г12—Г20, Н30, 40Н25 и др.), хромомарганцевые стали (30X1ЗГ9, 80ГХ4 и др.), хромо-никелевые мартенситно-стареющие стали с низким содержанием углерода (типа 07Х15Н5Д2Т) и повышенной вязкостью, высокоуглеродистые экономнолегированные марганцевованадиевые и хромоникелевые стали
...
(110Н4ХЗ, 130Г6Ф2). Преимущества MAC по сравнению с мартенсит-ными сталями заключаются в том, что они имеют высокую абразивную износостойкость, повышенные значения трещиностойкости, ударной вязкости и предела выносливости и могут быть использованы в качестве материала для конструкций, работающих в условиях ударных нагрузок и в контакте с абразивсодержащими средами (горнодобывающие установки, нефте- и газопромысловое оборудование).
...
Большинство отечественных исследований MAC отражает проблемы влияния химического состава сталей и параметров термообработки на механические свойства. Многие зарубежные разработки посвящены эко-номнолегированным порошковым сталям с улучшенными износостойкостью и прочностью. Для их производства используют частичнолегирован-ные порошки с высокой уплотняемостью, после традиционных операций порошковой металлургии следует химико-термическая обработка (цементация) и закалка. Однако разработчики не уделяют внимания изучению возможности фазового перехода при различных видах контактного взаимодействия, что имеет принципиальное практическое значение при внедрении рассматриваемых материалов. Вместе с тем уже в настоящее время созданы и внедрены в серийное производство низколегированные MAC триботехнического назначения, а композиционные материалы на основе этих сталей имеют еще в несколько раз большую износостойкость.
...
Идея создания концентрационно-неоднородных метастабильных аус-тенитных порошковых сталей основана на реализации заданного распределения легирующих добавок. Установлена возможность роста прочности (в процессе наведенного деформацией мартенситного перехода) в результате увеличения напряжений, достаточных для раскрытия характерных дефектов. При этом улучшение трещиностойкости обусловлено дополнительными энергетическими затратами, необходимыми для структурных превращений в поверхностных слоях зоны разрушения. Непосредственные измерения показали совпадение изменения термодинамического потенциала зоны разрушения и дополнительной энергии, расходуемой на разрушение образцов с метастабильным аустенитом.
...
Использование деформационного мартенситного превращения оказалось плодотворным при создании материалов, совмещающих высокую износостойкость и конструктивную прочность. Поведение таких сталей в конструкциях предсказуемо, поскольку с ростом доли упрочняющей фазы все свойства изменяются монотонно, тогда как у карбидосталей добавка 10 % TiC примерно вдвое повышает износостойкость и уменьшает прочность и трещиностойкость.
...
Следует отметить, что основные пути улучшения качества порошковых сталей — повышение плотности за счет увеличения давления, кратное прессование с промежуточными отжигами, динамическое горячее прессование, теплое прессование, применение порошков с низким содержанием сопутствующих примесей и др. — во всех случаях приводят к увеличению стоимости изделий.
...
Упрочнение легированием с последующей термообработкой — наиболее эффективный метод улучшения свойств. Однако при этом возникает сложность выбора режима термической обработки из-за быстрого окисления и ускоренного распада пористого концентрационно-неодно-родного аустенита. Применяемые в настоящее время высоколегированные порошковые стали, хотя и обеспечивают заданную структуру, широкого распространения не получили из-за высокой стоимости.
...
Перспективным направлением создания конструкционных порошковых сталей является использование структурной неоднородности. Для практической реализации представляют интерес три структуры: мартен-ситно-бейнитная, в которой увеличение конструкционной прочности может быть достигнуто за счет усложнения траектории движения трещины; аустенито-мартенситная, в которой повышение свойств сопряжено с реализацией трип-эффекта; структура сталей, повышение свойств прочности которых можно обеспечить через дисперсионное твердение и дисперсное упрочнение.
...
Для изготовления изделий, работающих в условиях повышенного износа, применяются порошковые карбидостали. Для получения карби-досталей методом порошковой металлургии чаще всего используют карбид титана со средней крупностью до 3 мкм, а в качестве матриц — легированные стали различного состава. Соотношение в карбидостали карбидной и стальной составляющих зависит от требований, предъявляемых к материалу (табл. 4.10) [10].
...
Для интенсификации спекания применяют введение карбонильных порошков, легирование фосфор- и борсодержащими соединениями, использование легковосстанавливающихся оксидов, механическое легирование поликомпонентной смеси, горячее изостатическое прессование, самораспространяющийся высокотемпературный синтез для композиций с высоким содержанием TiC.
...
В Научном центре порошкового материаловедения для повышения конструкционной прочности и износостойкости карбидосталей предложено в качестве связки использовать стали со структурой метастабиль-ного аустенита. Концентрационная неоднородность, характерная для
...
4. ПОРОШКОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА
...
Основным потребителем порошковых изделий за рубежом и в России по-прежнему является автомобильная промышленность, использующая седла клапанов, гнезда клапанов, гильзы, кулачки зубчатые, шестерни коленчатых и кулачковых валов и других деталей. В ближайшие годы в США удельный вес порошковых деталей в автомобиле возрастет в 1,5 раза за счет применения в двигателях порошковых шатунов.
...
На долю крупных компаний-производителей порошковых деталей, имеющих объемы продаж не менее 50 млн долл., приходится сегодня 53,8 % мирового объема продаж. Автомобилестроительные компании, как основные потребители порошковой продукции, выдвигают ряд ключевых требований к своим поставщикам. Поставщики автомобилестроительных компаний должны быть признаны на рынке, быть в состоянии осуществлять конструкторские разработки и создавать новые технологии производства, механической обработки и т. п. Всем этим требованиям могут соответствовать только крупные компании с достаточным уровнем прибыли, который позволяет им вкладывать значительные средства в техническое развитие. Например, компания «ЖКН Синте Метлз», владеющая 12%-ным сектором мирового рынка порошковых деталей, реинвестирует в научно-технологические исследования около 5 % средств, вырученных от продаж. Руководители компании утверждают, что при меньших инвестициях в развитие существует опасность потерять рынок, обслуживающий автомобильные гиганты.
...
Развитие порошковой металлургии, помимо увеличения объемов производства порошковой продукции, повышения механических и эксплуатационных характеристик, идет и по пути все большего усложнения конструкций деталей.
...
Методами ГИП и холодного изостатического прессования (ХИП) производят детали с закрытой внутренней полостью, внутренней резьбой и шпоночными пазами. В Швеции методом ХИП производят вкладыши автомобильных двигателей массой до 3,5 кг. ГИП применяют для изготовления деталей из низкоуглеродистых, жаропрочных, нержавеющих и инструментальных сталей.
...
В Московской государственной академии тонкой химической технологии им. М. В. Ломоносова разработан процесс прессования, при котором при ограниченных давлениях прессования уплотнение материала инициируется развитием в нем больших сдвиговых деформаций, что по-
...
4. ПОРОШКОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА
...

Сварка на контактных машинах
Краткий справочник технолога-термиста
Спутник термиста
Новые материалы
Твердые сплавы
Цементация стали
Зварювальні матеріали

"Сварка-ЛИБ" - Техническая библиотека сварщика | Сварка, термообработка, материалы, металлы и сплавы

admin

Новые материалы