Вплив термообробки на структурно-фазовий стан сплаву системи al-cu-co

За останні два десятиріччя було відкрито достатньо велику кількість металевих сплавів, в яких можливе формування квазікристалічних фаз [1]. Більшість із цих сплавів є потрійними системами на основі алюмінію. Проте, часто питання про межі області гомогенності та термічну стійкість таких квазікристалічних фаз залишається відкритим [2]. Тому, метою даної роботи є дослідження структурно-фазових змін в литому сплаві Al_65.2Cu_17.4Co_17.4, стехіометрія якого відповідає області існування квазікристалічної фази [3], після ізотермічних відпалів при різних температурах.

На дифрактограммах одержаних від сплаву у вихідному стані наявні дифракційні максимуми від граток декагональної квазікристалічної фази та інтерметалідів AlCоCu₂ і CuAl₂. Металографічні дослідження зразків сплаву показали наявність трьох структурних складових, що відрізнялися за своїм відтінком. Відпали зразків сплаву, при температурах 573К та 673К на протязі однієї години, призводили до послаблення дифракційних максимумів від гратки квазікристалічної фази, при цьому спостерігалося зростання інтенсивностей ліній від вище вказаних інтерметалідів. За вимірюваннями мікротвердості зразків встановлено зниження середнього значення від 7 ГПа для сплаву у вихідному стані до 6,5 та 6 ГПА після відпалів при 573К та 673К, відповідно.

Таким чином, встановлено, що відпали сплаву Al_65.2Cu_17.4Co_17.4 на протязі 1 години в інтервалі порівняно низьких температур призводять до розпаду квазікристалічної фази із зростанням частки інтерметалідів. Зниження частки квазікристалічної фази в сплаві, в свою чергу, викликає зниження середніх значень мікротвердості.

Література

1. Квазікристалічні сплави як новий перспективний матеріал / Л.І. Адєєва, А.Л. Борисова.-К., 2002. – 6с.

2. Naumovic D., Popovic D., Aebi P. et al. // Abstracts Intern. Conf. ″Quasicrystals 2001″. – Sendai, September 24–28, 2001. – P. 29.

3. Levine D., Steinhardt P.J. Quasicrystals: a new class of ordered structures // Phys. Rev. Lett. – 1984. – Vol. 53. – P. 2477 – 2480.

Меняйло Олександр

інженер кафедри прикладної фізики,

Краснокутська Інна

студентка IV курсу фізичного факультету ЗНУ

Наук. кер.: д. т. н., професор Міщенко В.Г.

 

ВИБІР ПРОГРЕСИВНОГО МЕТОДУ ХІМІКО-ТЕРМІЧНОГО ОБРОБЛЕННЯ ЕКОНОМНОЛЕГОВАНОЇ ТЕПЛОСТІЙКОЇ СТАЛІ 05Х3М2НФБч

Чимало деталей машин і механізмів, а також штамповий інструмент працюють в умовах впливу високого питомого тиску і температури до 400-500ºС [1,2]. Саме тому актуальним є питання створення нових матеріалів із заданими фізико-механічними властивостями з мінімальними затратами на їх виготовлення.

Використання для цього методу Бокса-Уілсона [3] дозволяє за мінімальної кількості дослідів підібрати таку концентрацію легувальних елементів у сталі, при якій би після відповідного хіміко-термічного оброблення (ХТО) очікувані властивості були оптимальними. Але використовувати даний метод можна лише у випадку, якщо є апріорна інформація про фактори, які впливають на властивості деталей або інструменту.

Основні кількісні фактори, які впливають на вторинну твердість та експлуатаційні властивості досліджуваних зразків - вміст у сталі хрому, молібдену, ванадію і ніобію (далі x₁, x₂, x₃, x₄ відповідно) [1,2].

Вибір основного рівня та інтервалів варіювання факторів проводили на основі даних [1] та інших. Для зменшення кількості плавок, а відповідно і дослідів, була реалізована напіврепліка 2^4-1. Рівні та інтервали варіювання факторів (в масових частках) вказані в таблиці 1.

Таблиця 1

Рівні та інтервали варіювання факторів

 

	Фактори
x1 (Cr), %	x2 (Mo), %	x3 (V),%	x4 (Nb), %
Основний рівень	2,5	2,0	0,7	0,2
Інтервал варіювання	0,5	0,5	0,4	0,1
Верхній рівень (+)	3,0	2,5	1,1	0,3
Нижній рівень (-)	2,0	1,5	0,3	0,1

 

Основним якісним фактором, який впливає на властивості досліджуваних сталей, є режим ХТО. Відповідно даним [4] для штампових сталей, що цементуються, оптимальною термічною обробкою на вторинну твердість є цементація при 1030ºС, наступне безпосереднє гартування у маслі, трьох- п’ятиразовий відпуск при 530-540ºС з витримкою 1 год з моменту виходу печі до заданої температури.

Наразі планується провести декілька видів ХТО зразків: цементація, насичення в середовищі вуглецевих нанотрубок, нітроцементація та азотування. Цементація буде поєднуватися з наступним гартуванням у маслі та одно- чи багаторазовим відпуском без поєднання та з поєднанням азотування. Після цього будуть проведені дослідження структури та фізико-механічних властивостей зразків з метою оптимізації службових властивостей досліджуваних сталей.

Література

1. Бречко А. А. Теплоустойчивая Cr-Mo-W-V – сталь для дисков паровых турбин / А. А. Бречко, А. Е. Гобеджишвили, А. И. Рыбников // Металлургия машиностроения. – 2007. – № 3. – С. 14-18.

2. Гольдштейн М. И. Специальные стали: учеб. пособие для вузов / Гольдштейн М. И., Грачев С. В., Векслер Ю. Г. – М.: Металлургия, 1985. – 408 с.

3. Адлер Ю. П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий / Адлер Ю. П., Маркова Е. В., Грановский Ю. В. – М.: Наука, 1976. – 273 с.

4. Лазечный И. Н. Исследование формирования структуры и свойств вторичнотвердеющей цементуемой стали для тяжелонагруженных деталей ГТД: автореф. дис. на получение науч. степени канд. техн. наук: спец. 05.02.01 "Материаловедение"/ И. Н. Лазечный;ЗМИ им. И. Я. Чубаря. - Запорожье, 1981. – 18 с.

 

Павловська Ірина

студентка V курсу фізичного факультету ЗНУ

Наук. кер.: доцент Сніжний В.Л.