ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ КАРБИДА ТИТАНА

Хрящева М.С.
Донецкий национальный технический университет

Источник:: Металлургия и обработка металлов давление, выпуск II / Материали научно-исследовательских работ студентов и молодых ученых физико-металлургического факультета. — Донецьк, ДонНТУ — 2008, с. 71.

Сплавы на основе карбида титана с никелевой и железной связкой являются перспективными для изготовления прокатных валков, в первую очередь благодаря экономичности по сравнения с другими твердыми сплавами и в то же время достаточно высоким комплексом прочностных свойств.[1]
В связи с этим, исследования проводились на образцах сплавов Т50Н10Ж и Т50Н40Ж, которые имеют следующий химический состав: TiC=50%; Ni=10%; остальное железо (Т50Н10Ж); TiC=50%; Ni=40%; остальное железо (Т50Н40Ж).
Опытные образцы были изготовлены методом горячего вакуумного прессования.[2] На образцах были приготовлены шлифы и на них изучалась микроструктура при увеличении х200. Визуально сравнением микроструктуры с эталонными шкалами установлено, что пористость изучаемых сплавов не превышает 1,5 – 2% и наблюдается равномерное распределение пор. Однако, в сплаве Т50Н10Ж их количество все же больше чем у сплава Т50Н40Ж. Для более детальной оценки шлифы подвергались травлению. Микроструктурный анализ проведен на микроскопе “Neophot-21”, с последующей количественная обработкой с использованием программы “Image Tool”.
Установлено, что размер карбидных частиц в сплаве Т50Н40Ж на 15-20% больше чем у сплава Т50Н40Ж (рисунок), при этом соотношения крупных и мелких включений связки у этих сплавов примерно равно. Поэтому можно отметить, что укрупнению зерна способствует большее количество никеля в сплаве Т50Н40Ж.

Гистограммы
Рисунок. Количественная оценка размера карбидной фазы Т50Н10Ж (а), Т50Н40Ж (б)

Проведен анализ механических свойств изучаемых сплавов на временное сопротивление изгибу. При общей твердости 82-84 единицы HRA у сплава Т50Н40Ж составил 140-160кгс/ мм2, а у сплава Т50Н10Ж – 120-150 кгс/мм2. По полученным результатам видно, что сплав Т50Н10Ж при несколько большей пористости, обладает несколько меньшим временным сопротивлением разрыву.
Дальнейшие исследования будут направлены на изучение влияния соотношения никеля и железа в связке на структуру и свойства материала.

Литература

  1. Панов В.С., Чувилин А.М. Технология и свойства спеченных твердых сплавов и изделий из них. - М.:Миссис,2001. - 216с.
  2. Маншилин А.Г., Пашинский В.В., Кулик А.И., Сидоренко Д.Г., Каширин В.П. Разработка и внедрение эффективных технологий производства твердосплавных прокатных ваплков// Сталь. - 2002, №8. - с.72-74