Регистрация / Вход
Прислать материал

Исследование структуры и свойств тяжелых вольфрамовых сплавов в системе W-Ni-Mo-Cr

ФИО: Авдеенко Е.Н.

Направление: Металлургия

Научный руководитель: к.т.н Зайцев Александр Анатольевич

Институт: Институт экотехнологий и инжиниринга

Кафедра: Кафедра Порошковой металлургии и функциональных покрытий

Академическая группа: МФП-14-1

Оптимизация состава тяжелых вольфрамовых сплавов (ТВС) является актуальной научной задачей поскольку позволяет гибко влиять на свойства изделий. В настоящее время ТВС получают несколькими методами, основным из которых является жидкофазное спекание. Образующаяся во время спекания жидкая фаза из легкоплавких компонентов делает возможным механизм растворения-осаждения, который приводит к образованию крупных сферических вольфрамовых зерен. Применение жидкофазного спекания позволяет получить ТВС с плотностью близкой к теоретической, что обеспечивает высокие прочностные свойства и твердость равную 20−30 HRC для сплавов группы ВНЖ и 24−30 HRC для сплавов группы ВНМ. В случае дополнительной механико-термической обработки (обжатие на 22−24% с последующим отжигом) сплавов ВНЖ твёрдость может составлять 36−42 HRC.

В данной работе проведено исследование структуры и свойств ТВС в системе W-Ni-Mo-Cr, полученного методом жидкофазного спекания. Содержание W в сплаве варьировали от 89% до 94% (масс.), а в связке Ni-Mo-Cr варьировали содержание Ni от 2% до 5% (масс.) и Cr от 1% до 7% (масс.) при фиксированном содержании молибдена в сплаве в 1% масс. Подготовка смесей из исходных порошков осуществлялась в планетарно центробежной мельнице с использованием стальных размольных тел. Прессование проводилось в стальной пресс-форме при давлении 5 т/см2. Спрессованные брикеты спекались в вакуумной печи при температуре 1500°С, что обеспечивало получение компактных образцов с пористостью менее 0,6% об. По результатам структурных исследований обнаружено, что увеличение Cr в сплаве измельчает вольфрамовое зерно. Твердость сплавов также увеличивается вплоть до 53 HRC c ростом содержания хрома, что почти в два раза больше, чем у сплавов ВНЖ и ВНМ полученных традиционным методом. Важно отметить, что предложенные составы сплавов имеют рекордно высокую твердость без дополнительных механико-термических операций.

Работа выполнена в рамках договора № 16/601 от 18.09.2013, тема № 1340013, с ОАО «НПО «Прибор».