 | |
 |
|
| |
| |
| |
| |
| |
 | |
МИНИСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИДОНЕЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ
Сб. "Металознавство чорних і кольорових сплавів"
УДК669.018.25:621:771 ГРНТІ 53.49
ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ РЕЖИМУ ВИГОТОВЛЕННЯ НА СТРУКТУРУ ТВЕРДИХ СПЛАВІВ НА ОСНОВІ WC МЕТОДАМИ КІЛЬКІСНОЇ МЕТАЛОГРАФІЇ
доц. Пашинский В.В., Кузьменко О.С.
В умовах сучасного виробництва потрібна висока зносостійкість для ряду деталей і виробів. Останнім часом все частіше використовуються спеціальні матеріали, що володіють відповідними показниками - тверді сплави. Експлутационниє властивості даного матеріалу в значній мірі обумовлені їх структурним станом, який у свою чергу є результатом різних технологічних операцій отримання і обробки цих матеріалів. Структура - ця основна ланка, що зв'язує технологію матеріалу і його поведінку в експлуатації, тому вона є одним з основних об'єктів контролю при виробництві і обробці матеріалів із заданими властивостями. Щоб встановити кореляцію між структурою матеріалу і його властивостями, виразимими кількісно, необхідно також кількісно описувати і структуру (за допомогою геометричних і інших величин). Кількісні характеристики просторової структури не можна визначити жодним з відомих "безпосередніх методів" спостереження структури. Дані характеристики і кореляція їх з властивостями вивчені в недостатній мірі. Основними компонентами, що служать для приготування сплавів системи карбід вольфраму-кобальту, є монокарбід вольфраму (WC) і кобальту. Досліджувані сплави виготовляють методом порошкової металургії - спекания суміші порошків монокарбіду W і З при температурі 1320 - 1480С (залежно від складу) у присутності рідкої фази. При великих концентраціях Із спостерігається тільки одна фаза у вигляді твердого розчину на основі З. WC - досить тверде з'єднання з високим модулем пружності і високої температури розкладання порядка 26000С. Зв'язуюча фаза сплавів є твердим розчином W і З в Co, побудовані по типу заміщення - упровадження. Вміст розчинених елементів в Co міняється від 1 до 8-10% (по масі) в двофазних сплавах. На хімічний склад зв'язуючої фази робить вплив вміст вуглецю в сплавах: при недостатньому змісті вуглецю, зміст W підвищується до 12-18%, змінюючись залежно від швидкості охолоджування сплавів. Кобальтова фаза менш тверда, ніж монокарбід вольфраму (в 4-5 разів), у неї більш низькі пружні модулі і порівняно невелика температура плавлення (~ 1350С). Физико-механічні і эксплутационные властивості двофазних сплавів WC-Co залежать від багатьох чинників, найважливішими з яких є: технологія виготовлення, зміст зв'язуючої фази, розмір зерна WC, склад зв'язуючої фази швидкість охолоджування при спекании. Властивості двофазних сплавів можна варіювати шляхом застосування різних технологічних прийомів: інтенсифікованого помелу сумішей, використовування високотемпературних порошків W і WC і т.д. У багатьох випадках такі прийоми приводять до тонких змін в структурі сплавів [1,2]. Один з основних способів регулювання міцності і зносостійкості сплавів - зміна концентрації зв'язуючої фази. При однаковому змісті кобальту физико-механічні і эксплутационные властивості сплавів значною мірою визначаються зернистістю фази карбіду, головним чином середнім розміром зерен WC. Зміна розмірів WC (відповідно і товщина ділянок кобальтової сфери) приводить до істотних змін міцності, пластичності і в'язкості сплавів. Міцність, в'язкість і зносостійкість у вольфрамових твердих сплавах значною мірою повинні залежати від характеру будови сплавів. Існують в даний час гіпотези про будову твердих сплавів засновані на уявленні про наявність суцільного каркаса карбіду з включенням ділянок кобальту (до певного високого вмісту зв'язуючої фази в сплавах) або кобальтової матриці з включеними зернами WC, що мають великий або менший ступінь контакту. Як вірогідна також розглядається модель у вигляді двох, проникаючих друг в друга каркасів [2]. Для дослідження використовувалися стандартні зразки, з твердих сплавів спечені під тиском і піддані додатковому спеканию по тому ж режиму, але без тиску розміром 5х5х30 мм3. На них виготовлялися макрошліфи і одержували фотографічні знімки досліджуваних структур. Потім ці знімки оброблялися спеціалізованою програмою комп'ютерного аналізу зображень "Image Tool" в режимі напівавтоматичного аналізу. Для комп'ютерної обробки були узяті знімки розміром 300*400 пікселів. Перед аналізом на фотографіях заздалегідь підраховують кількість зерен і визначають масштаб після вводять ці значення і проводять сканування зображень в напівавтоматичному режимі. За наслідками проведених вимірювань аналізувався вплив режиму виготовлення на кількісні характеристики. Для дослідження були узяті зразки із сплавів із змістом зв'язки 15% (масових), відмінні розміром фази карбіду. Зразки 1, 3, 4, 6 - готувалися з карбіду вольфраму з середнім розміром зерна 5,0 мкм; зразки 2 і 5 - з середнім розміром 15,0мкм. При цьому 1,2,3 - зразки, спечені під тиском; 4, 5, 6 - спечені додатково без тиску. Після комп'ютерної обробки зображення отримали статистичні характеристики: число зерен карбіду, число ділянок зв'язку, зв'язаність частинок карбіду і інші.
http://www.rttn.ru/ - сайт, на якому розташован патент по твердих сплавах
| |
|
|
|
| |
|
| |
|
| |
|
| |
|
| |
| |
