автореферат диссертации по металлургии, 05.16.06, диссертация на тему:Материалы на основе механохимически активированных порошковых шихт Fe-Al

На правах рукописи

Чернокнижников Сергей Юрьевич

МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ МЕХАНОХИМИЧЕСКИ АКТИВИРОВАННЫХ ПОРОШКОВЫХ ШИХТ Fe-Al

Специальность 05.16.06 — «Порошковая металлургия и композиционные материалы»

АВТОРЕФЕРАТ

Диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Новочеркасск 2004

Работа выполнена в Южно-Российском государственном техническом университете (Новочеркасском политехническом институте).

Научный руководитель:

заслуженный деятель науки и техники РСФСР профессор, доктор технических наук Дорофеев Юрий Григорьевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Люлько Валерий Григорьевич кандидат технических наук, доцент Гайдамакин Владимир Алексеевич

Ведущее предприятие:

ооо пк «нэвз»

Защита состоится 23 декабря 2004 г. в 10 часов на заседании совета К 212.304.02 по защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата технических наук в Южно-Российском государственном техническом университете (Новочеркасском политехническом институте) по адресу: 346428, Ростовская область, г. Новочеркасск, ул. Просвещения, 132.

С диссертационной работой можно ознакомиться в библиотеке ЮРГТУ (НИИ).

Автореферат разослан «'-7 »

2004 г.

Ученый секретарь диссерта совета, к.т.н., доцент

Горшков СА

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

В работе приведены результаты экспериментальных исследований и теоретические предпосылки создания порошкового композиционного материала системы Fe-Al с повышенными свойствами. Предложена опытно -промышленная технология получения конструкционного материала на основе механохимически активированных порошковых шихт Fe-Al и изделий из него.

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ

В последнее время наблюдается повышение спроса предприятий различных отраслей промышленности на изделия и материалы, изготавливаемые разнообразными методами порошковой металлургии. Порошковые и композиционные материалы на основе железа и его сплавов находят широкое применение в различных областях техники и народного хозяйства, используются в различных узлах машин и механизмов в соответствии с условиями нагружения, действующими усилиями и конструктивными требованиями. В настоящее время на производстве идёт борьба за снижение массы узлов, деталей машин и, следовательно, агрегатов в целом, но не за счёт уменьшения их эксплуатационной надёжности и работоспособности, а за счёт повышения удельной прочности. Важным направлением является получение и использование материала на основе железо - алюминия. Применение указанного порошкового или композиционного материала поможет решить ряд проблем в этой области.

Наиболее изучены и распространены в настоящее время материалы из измельченных порошков-сплавов на основе Fe, легированных А1, и их различные варианты, суть которых основана на получении шихты порошка FeAl с последующей его консолидацией. Отрицательными факторами при производстве материалов такими способами является их неуниверсальность и трудоемкость, связанная с необходимостью сначала получать материал Fe-Al в компактном состоянии, а затем проводить диспергирование, шихтоприготовление и консолидацию.

Материалы на основе смесей порошков Fe и А1 малоизучены в связи с высокой степенью сродства А1 к кислороду, что приводит к активному образованию оксидов, имеющих высокую температуру плавления и разупрочняющих консолидированный материал. Тем не менее, такие материалы очень перспективны и их внедрение позволяет использовать все возможности, способствующие повышению эффективности: организационные, эксплуатационные, технологические и конструктивные.

Одной из перспективных технологий получения порошковых материалов (ПМ) с заданными эксплуатационными свойствами является механическая активация (МА) материала частиц порошка в процессе обработки в высокоэнергетических мельницах. Для повышения формуемости шихты и улучшения сращивания между частицами в ПМ с участием алюминия применяется механохимическая

сближении частиц твердого вещества в на расстояние действия межатомных сил и сообщении атомам избыточной энергии, достаточной для перераспределения электронной плотности, при которой осуществляется химическое превращение.

Актуальность темы заключается в том, что разрабатываемые порошковые материалы позволяют повысить удельные прочностные показатели, повысить коэффициент использования материала и эксплуатационную надёжность узлов за счет достижения высоких прочностных характеристик.

Представляемая работа направлена на получение материала на основе железо - алюминия, изучение его структуры и свойств для практического применения в различных областях промышленности.

Работа выполнена на кафедре «Материаловедение и технология материалов» Южно-Российского государственного технического университета (Новочеркасского политехнического института) согласно темы 1.00 Ф «Разработка теории и физических основ формирования перспективных функциональных материалов», выполняемой в соответствии с единым заказ-нарядом по заданию Минобразования в 2002-2004 г.г. и темы 202.05.01.001 «Горячедеформированные порошковые материалы на основе механохимически активированных порошков и порошковых шихт» (НТП «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники», подпрограмма «Новые материалы», раздел «Функционачьные порошковые материалы»).

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

Целью работы является разработка способа получения порошкового композиционного материала (ПКМ) с повышенной удельной прочностью на основе механохимически активированных порошковых шихт Fe-Al и установление закономерностей его формирования.

Для ее достижения решались следующие задачи:

1) Исследование процессов, протекающих при размоле и механохимической активации исходных компонентов шихты на основе Fe-Al, и их влияния на характеристики получаемого материала.

2) Изучение процессов уплотнения материала на различных этапах консолидации.

3) Определение оптимальных технологических факторов получения порошкового материала на основе Fe-Al с заданными свойствами,

4) Разработка рекомендаций по промышленному использованию результатов исследований.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА

1. Сформулированы принципы формирования порошкового материала на основе МХА шихт Fe-Al: частицы со средним размером d4, в процессе МХА в среде водного раствора, ортоборной кислоты формируют агломераты с

размером dCF, за счет формирования межчастичных ювенильных контактов и упрочнения связей. Частицы с размером dcf в свою очередь агломерируются до размеров но имеют менее прочные контактные поверхности за счет плакирования неметаллическими пленками соединений с бором.

Установлено, что при МХА в момент достижения агломератами критического размера при котором наблюдается активизация

агломерации, выражающаяся в резком увеличении размеров dCP до 0,24мм (рис. 2), предел прочности на срез достигает максимальных значений.

2. Выдвинута гипотеза о взаимодействии пленки оксида алюминия А1203, покрывающей частицы порошка и имеющей повышенную температуру плавления, с водным раствором ортоборной кислоты, приводящего к образованию композиционных частиц, плакированных оксидами бора и боридами предотвращающих окисление алюминия как в кристаллическом так и жидкофазном состоянии в процессе нагрева. Эти процессы формирования защитных пленок имеют место только при проведении МХА и не наблюдаются при гидрохимической обработке порошка А1 в водном растворе ортоборной кислоты.

3. Предложен механизм формирования в процессе МХА пленок на поверхности частиц алюминия, предотвращающих их окисление и включающих:

- отделение оксида Л120, от поверхности частицы алюминия под действием

повышенной энергии в планетарной мельнице;

- распад кислоты с образованием воды и оксида бора поверхности

частиц шихты.

Высокие механические свойства ПКМ обусловлены полнотой покрытия частиц порошка алюминия описанными пленками, которое можно достигать, изменяя параметры шихтоприготовления. Пониженные значения продолжительности смешивания А1 с Fe не приводят к покрытию частиц порошка железа пленками оксидов бора, предотвращающих восстановление Fe при нагреве в диссоциированном аммиаке.

4. Обнаружено явление локализации жидкофазного алюминия в замкнутых оксидных и боридных оболочках, подтверждаемое отсутствием растекания материала при нагреве выше температур плавления и кристаллизовавшегося алюминия в межчастичном пространстве основы Fe-Al сплава.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ

Предложены рекомендации для реализации промышленной технологии получения порошкового композиционного материала системы Fe-Al с повышенными удельными прочностными свойствами, включающей предварительную МХА порошка А1 в среде насыщенного водного раствора

ортоборной кислоты, последующее смешивание МХА А1 с Fe для обеспечения минимизации окисления часгиц железа, формование, и динамическое горячее прессование. Применение предложенной технологии МХА шихт позволяет снизить температуру консолидации ПКМ Fe-Al без снижения прочностных свойств, что приводит к повышению экономичности данной технологии.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ И ПУБЛИКАЦИИ

Основные положения работы докладывались: на международной научно-технической конференции «Порошковые и композиционные материалы, структура, свойства, технология получения» г. Новочеркасск, 2002 г.; ежегодных научных конференциях студентов и аспирантов ЮРГТУ (НПИ).

По теме диссертации опубликовано 8 работ, 2 из которых в центральных изданиях, 1 работа выполнена без соавторов.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ

Работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературных источников и приложений. Изложена на 112 страницах машинописного текста, содержит 57 рисунков и 67 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении представлена оценка состояния решаемой проблемы, обоснована актуальность темы диссертационной работы и показана ее практическая значимость.

Первая глава посвящена обзору литературных данных по теме диссертации. Приведен анализ различных видов материалов на основе Fe-Al, применяемых в машиностроении. Указаны основные отличительные характеристики, особенности получения и условия эксплуатации материалов системы Fe-Al.

Рассмотрены области применения и оптимальные соотношения компонентов, а также способы получения компактных материалов Fe-Al. Показаны области применения сталей, легированных алюминием. Рассмотрено влияние снижения массы деталей автомобилей и других видов транспорта на топливную экономичность за счет применения в конструкции сплавов Fe-Al.

Приведен анализ существующих порошковых и композиционных материалов системы Fe-Al, способы их получения и области применения. При обзоре технологий получения порошковых материалов проведен анализ способов механохимической активации. Также рассмотрены различные методики консолидации порошковых материалов.

В результате сделаны следующие выводы:

1. Важным направлением является получение и использование порошковых конструкционных и антифрикционных материалов системы Fe-Al, призванных снизить массы деталей машин без уменьшения их эксплуатационной надежности.

2. Одной из перспективных технологий получения порошковых материаюв с заданными эксплуатационными свойствами является механическая активация материала частиц порошка в процессе обработки в высокоэнергетических мельницах.

3. Для повышения формуемости шихты и улучшения сращивания частиц ПМ с участием алюминия применяется механохимическая активация в среде насыщенного водного раствора ортоборной кислоты. Введение в качестве химического активатора позволяет повысить свойства материала на основе алюминия за счет покрытия его частиц плёнкой оксида бора, предотвращающей окисление и имеющей пониженную вязкость при температуре динамического горячего прессования (ДГП).

На основании вышеперечисленного, сформулированы цели и задачи исследования.

Вторая глава содержит описания технологий получения образцов, материатов, оборудования и методик, применяемых при исследованиях.

Рассмотрены методики обработки и смешивания компонентов шихт и консолидации ПКМ системы Fe-Al. Предложены способы шихтоприготовления, включающие совместную МХА порошков Fe-Al, как наиболее просто реализуемую. С целью снижения вероятности окисления частиц железа предложено проводить раздельную МХА Fe и А1. Изучено влияние активации при гидрохимической обработке компонентов шихт, а также легирование графитом искусственным специальным малозольным (ГИСМ) на свойства ПКМ. Консолидацию холоднопрессованных образцов проводили спеканием (СП), ДГП и гомогенизирующим отжигом (ГО) горячепрессованных формовок с сушкой образцов на различных этапах.

Описаны методы исследования структуры и механических свойств полученного материала, а также методы математического планирования и обработки результатов экспериментов.

Третья глава посвящена изучению процессов диспергирования шихт в процессе МХА и уплотнения их на различных этапах консолидации.

Выдвинута гипотеза о том, что в процессе МХА частицы порошка формируют агломераты с размером , разрушающиеся при ручной обработке шихты в ступе до размеров Следует отметить, что режимы

шихтоприготовления оказывают влияние на изменение размеров агломератов и частиц их составляющих (рис. 1).

а б

Рисунок 1. Зависимость среднего размера частиц «а» - до (/?ср!, мкм) и «б» - после (¿1ср,мкм ) ручного размола в ступке от содержания СЛ1 и Снлс

По результатам экспериментальных данных построена зависимость с1ср(Рср) (рис. 2), которая характеризует взаимное влияние размеров агломератов Оср и частиц, их составляющих (!ср.

Рисунок 2. Зависимость с/^СЦ,,)

Как видно из рис. 2 зависимость ¿/„.(Д,,) на участке «А» монотонно возрастает, что говорит о росте размеров и упрочнении частиц с размером с1ср; на участке «В» наблюдается активизация агломерации, что характеризуется резким ростом размеров агломератов , распределение зависимости в этой области подчиняется логистической функции вида:

¿„^а + Ь/Ь + ^^су), где: 1=0.145, Ь=0,095£ с=0,43, п=-56,21 - параметры уравнения регрессии при коэффициенте корреляции г = 1 (сплошная линия); а на участке «С» монотонно убывает, что говорит о разупрочнении агломератов. Скачек размеров

агломератов dcf на участке «В2», проявляющийся в увеличении схватывания частиц при агломерации, вызван активизацией агломерации и, как показано далее, приводит к резкому росту механических свойств ПКМ.

Для установления закономерностей взаимного влияния геометрических размеров частиц до и после их размола в ступке (рис. 5) введен геометрический

параметр агломерации

При исследовании влияния параметров шихтоприготовления на физико-механические свойства ПКМ на различных этапах консолидации установлено, что плотности ПКМ и формовок носят наследственный характер (рис. 3) Наибольшим значениям плотностей холоднопрессованных формовок, соответствуют повышенные значения плотностей спеченных, торячедеформированных ПКМ и отожженного ГДПМ. Следует отметить, что максимальные плотности ПКМ наблюдаются при проведении

консолидации ПКМ методами ДГП, что говорит о перспективности данной технологии при получении ПКМ системы Fe-Al на основе МХА шихт.

РИСуН0К 3. Зависимости Рхп(СА1,Снлс'), Рсп^лп^шс)' Рдтп^ак^нас)' Рго^ак^-нас) а, б, в, г соответственно.

в

При исследовании физико-механических свойств ПКМ, полученного предварительной МХА порошка А1 в течение г^ с последующим смешиванием с порошком Бе (т^') и консолидацией ДГП установлено, что в областях значений и , обеспечивающих пониженные значения

плотностей холоднопрессованных формовок наблюдаются наибольшие плотности ГДПМ (рд-п =6,5г/см3 при-г^ =1,8ч, т^' =0,2ч) (рис. 4). Согласно выдвинутой гипотезе, при данных параметрах шихтоприготовления (повышенное время предварительной МХА А1 и пониженное время смешивания А1 и Бе) обеспечивается оптимальное покрытие частиц алюминия защитными пленками оксидов бора, предотвращающими их окисление при нагреве в среде диссоциированного аммиака (ДА) и наименьшее взаимодействие частиц Бе с оксидами бора, ухудшающего восстановление железа в среде ДА.

а б

Рисунок 4. Зависимости Рш^т^т^'), Ря,Лтихл>тш^') а и б соответственно

В четвертой главе представлены результаты исследований механических свойств и структуры ПКМ на основе Fe-Al.

Установлено влияние гранулометрического состава шихты после МХА на механические свойства ГДПМ (рис. 5). Зависимость TCP(DCP) носит экстремальный характер. Максимальные, для исследуемых областей, значения предела прочности (тСР=\50МПа) наблюдаются в зоне «В» при Dcp = 0,4..0,5лш. Такой характер изменения механических свойств можно объяснить активизацией агломерации при оптимальных технологических факторах шихтоприготовления, характеризуемой резким ростом размеров частиц dcp, составляющих агломераты с размером Dcp, при оптимальном соотношении исходных компонентов шихты и

Сл. = 6..Вмас.%.

_ --------— ---------------о

00 01 02 0 3 04 05 Ой 07 08

мм а

Рисунок 5. Зависимости ТСР{ПСР) и Кплг{Огр)

При исследовании влияния параметров шихтоприготовления на механические свойства установлено, что зависимости ^ср(Са,,Сиас) и ЯЛЛ(С^,,СЯ/(с) также носят экстремальный характер, причем их максимум (тср=тМПа) наблюдается при оптимуме соотношения исходных компонентов С1ыс =4..6мас.% И СЛ1 =6..8мас.% (рис. 6). Можно сделать вывод о наследственном влиянии процессов МХА на механические свойства ГДПМ. При исследования консолидации ПКМ, полученного предварительной МХА А1 с последующим смешиванием с порошком Ре и горячим доуплотнением с приведенной работой ы~20.А60МДж/м1 (рис 7), установлено что наилучшие свойства наблюдаются при максимальном времени

предварительной активации А1 и минимальном времени смешивания А1 с Ре, что подтверждает выдвинутую ранее гипотезу о формировании защитных пленок оксидов бора на поверхностях частиц А1, предотвращающих их окисление, и необходимости снижения времени взаимодействия ортоборной кислоты с порошком Ре для предотвращения формирования пленок, предотвращающих восстановление железа в среде ДА.

Рисунок 6 Зависимости г™(СМ,СНАС), НЕВ{Сл„Снлс)

ч

Рисунок 7. Зависимости "

Максимальные механические свойства ГДПМ достигаются при проведении ДГП с приведенной работой у/ = \4§МДж1 мг. Снижение свойств при меньшей приведенной работе объясняется повышенной пористостью горячедеформированных формовок. Увеличение работы горячего доуплотнения формовок приводит к повышенному трещинообразованию и разрушению материала, также сопровождающихся снижением плотности.

При исследовании взаимного влияния параметров МХА, продолжительности предварительной МХА А1 и содержания ортоборной кислоты на свойства ПКМ установлен экстремальный характер зависимостей и ^ср (^лш!Силе) (рис. 8). Повышенные механические свойства Тср =П0МПа и Т™ =2ШПа-смъ1г наблюдаются при 7^=1,5..2,0ч и Снижение механических свойств при увеличении содержания ортоборной кислоты и продолжительности предварительной МХА А1 объясняется активизацией окислительных процессов и образованием неметаллических включений.

Рисунок 8. Зависимости Тср(т*ХА,Снлс) и С«*>С»лс)

В результате исследовании влияния рт =200...1000М7а и ^v = 98...182адяc/л^, при ДГП (/„=750°С, тн = 10с/лш) установлен экстремальный характер зависимости тСР(н\рт) (рис 9). Максимальные значения механических свойств тСР=26ШПа, тЦ =50МПа-см>!г наблюдаются при рт -бООМПа, ы = 150МДж/м1.

т^.МПа

Н'

Рисунок 9. Зависимость TCp(w/irn'Pxn}

Пятая глава посвящена обсуждению и реализации результатов исследований, даны практические рекомендации по промышленной реализации полученных в работе рекомендаций.

При исследовании шихтоприготовления установлено влияние технологических факторов МХА как на размеры агломератов Dcp и частиц их составляющих так и на процессы уплотнения при холодном прессовании, а также свойства ПКМ Fe-Al. Повышенные свойства ГДПМ достигаются при оптимальных значениях когда наблюдаются

пониженные плотности холоднопрессованных формовок (рхп =4,9г/си3). Это можно объяснить тем, что механические свойства ПКМ определяются не только плотностью материала, но также и процессами агломерации, возникающими при проведении МХА шихт.

Установлено, что в момент достижения агломератами критического размера D = Di(p=0,4^mm (рис. 10), при котором наблюдается активизация агломерации, выражающаяся в резком увеличении размеров предел

прочности на срез достигает максимальных значений, что свидетельствует о наследственном влиянии процессов МХА на механические свойства ПКМ на основе Fe-Al. При этом зависимость КПЛ1 (DCF) стабилизируется, а значение достигает которое является параметром уравнения

распределения описываемого логистической функцией.

«о

А

В

С

00 0.1 03 ел 04 05 00 07 0

D„,mm

Рисунок 10. Зависимости dCP(DCP) и Tcp(Dcp)

При проведении предварительной МХА порошка А1, последующей совместной механической обработки с порошком Ре и консолидации установлена зависимость плотности и свойств ГДПМ от плотности формовок. В областях значений и т^', обеспечивающих максимальные плотности формовок (ря, =5,5 г/см1) наблюдаются наименьшие плотности ГДПМ (рдп, =4,5 г/см'). При 2"Лш = 1,8ч и г*}^' = 0,2ч обеспечиваются пониженные рш =2,5 г/см' и максимальные значения рпгп =6,5 г/с«'. При повышенных значениях рдш достигаются максимальные механические свойства ГДПМ. Увеличение продолжительности предварительной МХА алюминия более 1 ч приводит к активизации уплотнения при ДТП, характеризующейся пониженными значениями (см. рис. 7).

При исследовании влияния параметров на свойства

ПКМ установлено, что при оптимальных параметрах

необходимых для достижения максимальных механических свойств наблюдаются пониженные значения плотности ПКМ (Рдтл =5,8 г/с«3). При этом подчеркивается значимость исследования удельного показателя прочности, который в данных областях значений достигает

Зависимости Рдш^Рхп^дтп) и ^ср^Рхп'^дгл) носят экстремальный характер. Увеличение более оптимальных значений (и>МАГ = 140..150МДж1мг) приводит к снижению как прочности так и плотности При

исследовании влияния рхп на свойства ГДПМ Ре-А1 для оптимальной приведенной работы горячего доуплотнения = 140АЩжг/.иа) установлено

(рис. 11), что на этапе увеличения давления изменение

зависит от плотности. Причем наибольшему её значению соответствуют максимальные свойства

«О 4М Ж

р„.МЛа

а

р у„,г1см' 6

Рисунок 11.Зависимости Рдгп>ТСг>*ср(Рхп)> ^ср^Рдтп)- а и б соответственно

Дальнейшее увеличение рт =250..бООМПа приводит к снижению плотности ГДПМ за счет разрушения связей, образованных при МХА, и формирования новых при формовании. При этом наблюдается рост механических свойств. Максимума механические свойства достигают при рш = 600МПа и наименьших плотностях ПКМ (Рд!П =6,38г/сл<3), что подтверждает ранее выдвинутую гипотезу о значительном влиянии процессов агломерации при МХА на формирование физико-механических свойств, а также подчеркивает целесообразность исследования удельных механических характеристик ГДПМ системы Fe-Al.

В результате исследования влияния w (рщ =4ООМПа) на формирование физико-механических свойств ПКМ системы Fe-Al установлено (рис. 12), что зависимости Рдщ^ср>^срЬ^дгп) носят неоднородный характер.

я ад i---:■» i----■-----

90 1W 130 НО Щ 40 *« « II М «0 »4 00

а б

Рисунок 12. Зависимости рдгп ,ТСР, Т™ (н>жя ), Тср {рдш ) - а и б соответ ствеино

При увеличении у/ = 90..\\йМДж í М1 происходит незначительное снижение плотности ГДПМ за счет разрушения непрочных агломератов, сформировавшихся при МХА, причем механические свойства растут за счет активизации процессов сращивания. При увеличении w = 110..140МДж/м Рдгп достигает максимума (6,4г/см1), при этом наблюдается снижение механических свойств [Гср =220..230М?7я). Это явление в очередной раз подтверждает гипотезу о том, что на процессы формирования механических свойств большое влияние оказывают процессы, протекающие при МХА шихт. Наименьшие плотности ГДПМ (/7дтЛ =4,4г/сл<3) при максимальных удельных механических свойствах ПКМ (т® =56..5ТМПа-г¡см3) наблюдаются при м> = 160..170Л№с/л<3, что подчеркивает целесообразность исследования удельных показателей прочности. При дальнейшем увеличении w происходит снижение свойств ГДПМ за счет протекания взаимоконкурирующих процессов разрушения связей, инициированных при агломерации в процессе МХА и формирования в материале новых связей.

На основании проведенных исследований сформулированы принципы формирования порошкового материала на основе МХА шихт Fe-Al. Частицы со

средним размером d4, в процессе МХА в среде водного раствора ортоборной кислоты в высокоэнергетической мельнице САНД-1 формируют агломераты с размером dce, которые в свою очередь агломерируются до размеров Dcp. Обнаружено наследственное влияние активизации агломерации при оптимальных режимах МХА на характер изменения механических свойств. Определено оптимальное соотношение размеров агломератов Dcp И dcp (Кцлг =2,33), при котором достигаются максимальные механические свойства ПКМ.

Разработана оптимальная технология шихтоприготовления, включающая предварительную МХА порошка А1 в насыщенном растворе ортоборной кислоты при повышенной продолжительности и ее смешивание с порошком Fe в течение минимального времени. При таких режимах шихтоприготовления достигается наилучшее покрытие частиц А1 пленками оксида бора, предотвращающих окисление частиц А1 в процессе нагрева в ДА. Пониженные продолжительности смешивания МХА А1 с Fe не приводят к покрытию частиц порошка железа пленками оксидов бора, предотвращающих восстановление Fe при нагреве в диссоциированном аммиаке.

В результате исследований оптимизирована технология получения ГДПМ, включающая предварительную МХА А1 (С,, =8%), В течение ТЛ1 =1,4 Ч в планетарной шаровой мельнице САНД-1 (соотношение масс шаров и шихты 5 = 10:1, диаметр шаров с!ш=10аш, частота вращения 290мин~') при содержании ; механическую обработку смеси порошков Fe и

А1 в планетарной мельнице холодное прессование

нагрев в среде диссоциированного аммиака при

температуре позволяющая получить

материал с и повышенной удельной прочностью

(т™ = 32..35 МПа ■ смг /г)

Разработаны рекомендации для промышленного изготовления внутренней втулки опоры балансира автоприцепа КамАЗ, которая прошла эксплуатационные испытания на ОАО «Автоприцеп КамАЗ», (г. Ставрополь), о чем свидетельствует акт испытания.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Сформулированы принципы формирования порошкового материала на основе МХА шихт Fe-AI: частицы со средним размером в процессе МХА в среде водного раствора ортоборной кислоты формируют агломераты с размером , которые в свою очередь агломерируются до размеров

2. Определено влияние процессов, протекающих при размоле и механохимической активации исходных компонентов шихты на основе Fe-AI. Обнаружено наследственное влияние активизации агломерации при оптимальных режимах МХА на характер изменения механических свойств. Установлено, что максимальные механические свойства ПКМ достигаются при активизации агломерации, характеризующейся резким увеличением размеров

dtp агломератов, которое наблюдается при КПДГ=2,ЪЪ. Следует отметить, что КПЛ1Г' = с = 0,43 является параметром уравнения распределения dcf(DCP), описываемого логистической функцией вида

3. Сформулирована гипотеза о взаимодействии пленки оксида алюминия Ál,p3, покрывающей частицы порошка и имеющей повышенную температуру плавления, с водным раствором ортоборной кислоты, приводящего к образованию композиционных частиц, плакированных оксидами бора B10¡, и боридами . предотвращающих окисление частиц алюминия в процессе нагрева. Эти процессы формирования защитных пленок имеют место только при проведении МХА и не наблюдаются при гидрохимической обработке порошка А1 в водном растворе ортоборной кислоты.

4. Показано, что предварительная МХА порошка А1 в насыщенном растворе ортоборной кислоты при повышенной продолжительности и ее смешивание с порошком Fe в течение минимального времени в результате консолидации приводят к формированию ГДПМ с повышенными механическими свойствами. Установлено, что при таких режимах шихтоприготовления достигается наилучшее покрытие частиц А1 пленками оксида бора, предотвращающей окисление частиц А1 в процессе нагрева в ДА. Следует отметить, что пониженные значения продолжительности смешивания МХА А1 с Fe не приводят к покрытию частиц порошка железа пленками оксидов бора.

5. Обнаружено явление локализации жидкофазного алюминия в замкнутых оксидных и боридных оболочках, подтверждаемого отсутствием растекания материала при нагреве выше температур плавления и отсутствием кристаллизовавшегося алюминия в межчастичном пространстве основы Fe-Al сплава.

6. Определены оптимальные технологические факторы получения порошкового конструкционного материала на основе Fe-Al с заданными свойствами и разработаны рекомендации по промышленному использованию результатов исследований.

7. В результате проведенных исследований методами многокритериальной оптимизации оптимизированы все этапы технологии получения ГДПМ на основе предварительной МХА шихты А1 с последующей совместной обработкой порошков Fe и А1, включающей предварительную механохимическую активацию Al (С,, =8%), в течение тА1 -1,4 ч в

планетарной шаровой мельнице САНД-1 (соотношение масс шаров и шихты 5 = 10:1, диаметр шаров с1ш=\0мм, частота вращения 290мин'1) при содержании Снлс = 2.8% мае.; механическую обработку смеси порошков Fe и Al в планетарной мельнице (S = 1:1, т^' = 0,2 ч.) ; формование давлением р = бЪОМПа, нагрев в среде ДА (тИ -lQc/мм) при í„=750°C и ДТП (vv -140 МДж! мъ), позволяющая получить материал с тСР=240МПа и повышенной удельной прочностью (г^ = 32..35 МП а • см' / г).

Список печатных работ:

1 Шероховатость поверхности инфильтрованных медью порошковых материалов на основе железа / Ю.Г.Дорофеев, С.Н.Сергеенко, А.В.Ганшин,

B.В.Левченко, С.Ю.Чернокнижников // Порошковые и композиционные материалы. Структура, свойства, технология: Сб. науч. тр/ Юж. -Рос. гос. техн. ун-т. - Новочеркасск: ЮРГТУ, 2001. -С. 42-45.

2 Анализ качества прессового соединения "порошковый материал — компактная сталь" / Ю.Г.Дорофеев, Д.А.Волхонская, А.В.Бабец, В.И.Мирош-ников, С.Ю.Чернокнижников // Теория и практика изготовления порошковых и композиционных материалов и изделий: Сб. науч. тр. / Юж.-Рос. гос. техн. ун-т.- Новочеркасск: ЮРГТУ, 2002. -С. 64-68.

3 Особенности формирования порошковых материалов Fe-Al / Ю.Г.Дорофеев, С.Н.Сергеенко, С.Ю.Чернокнижников // Порошковые и композиционные материалы, структуры, свойства, технологии получения: Материалы Междунар. науч.-техн. конф., 16-20 сент. 2002 г., г. Новочеркасск / Юж.-Рос. гос. техн. ун-т (НПИ). - Новочеркасск: ЮРГТУ (НПИ), 2002.-С. 82-84.

4 Особенности процессов уплотнения-разуплотнения при спекании и ДГП порошковых материалов Fe-Al / Ю.Г.Дорофеев, С.Н.Сергеенко, Д.А.Волхонская, К.Е.Ананян, С.Ю.Чернокнижников // Теория и практика изготовления порошковых и композиционных материалов и изделий: Сб. науч. тр. / Юж. Рос. гос. техн. ун-т. - Новочеркасск: ЮРГТУ, 2002. - С. 53-60.

5 Особенности процессов формирования механических свойств порошковых материалов Fe—Al / С.Ю.Чернокнижников // Материалы 52-й науч.-техн. конф. студ. и асп. ЮРГТУ (НПИ) / Юж.-Рос. гос. техн. ун-т (ПНИ). -Новочеркасск: Набла, 2003. -С. 114-115.

6 Особенности формирования горячедеформированных порошковых материалов Fe-Al / Ю.Г.Дорофеев, С.Н.Сергеенко, С.Ю.Чернокнижников // Фундаментальные проблемы металлургии: Сб. материалов Третьей межвуз. на-уч.-техн. конф. // Вестник Урал. гос. техн. ун-т (УПИ). - Екатеринбург, 2003. -

C. 121-123.

7 Особенности механохимической активации и консолидации порошковой системы Ре-А1/ Ю.Г.Дорофеев, С.Н.Сергеенко, С.Ю.Чернокнижников // Физика и химия обработки материалов. - 2004. - № 1 . -С. 62-65.

8 Особенности процессов формирования механических свойств порошковых материалов Fe-Al/ Ю.Г.Дорофеев, СН.Сергеенко, Н.В.Бабец, С.Ю.Чернокнижников // Известия высших учебных заведений северокавказский регион. Порошковая металлургия на рубеже веков / Технические науки 2004,-приложение №8. -с.41-44.

Чернокнижников Сергей Юрьевич

МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ МЕХАНОХИМИЧЕСКИ АКТИВИРОВАННЫХ ПОРОШКОВЫХ ШИХТ Fe-Al

Автореферат

Подписано в печать 15.11.2004. Формат 60x84 '/]б. Бумага офсетная. Печать офсетная. Печ. л. 1,0. Уч.-изд. л. 1,19. Тираж 100 экз. Заказ 1365.

Типография ЮРГТУ (НПИ) 346428, г. Новочеркасск, ул. Просвещения, 132 Тел., факс (863-52) 5-53-03 E-mail: tvpographv@novoch.ru

(«24167

1 Литературный обзор.

1.1 Материалы на основе Fe-Al.

1.2 Дисперсионное упрочнение и механохимическая активация.

1.3 Технологии консолидации порошковых композиционных материалов.

1.4 Выводы, цели и задачи исследований.

2 Технологии получения образцов, материалы, оборудование и методики, применяемые при исследовании.

2.1 Технологии, основанные на совместной механохимической активации компонентов шихты Fe-Al.

2.2 Технологии получения горячедеформированных материалов, основанные на предварительной механохимической активацией порошка А1 с последующей совместной механохимической активацией порошков А1 и Fe.

2.3 Технологии получения горячедеформированных материалов, основанные на предварительной механохимической активацией порошка А1 с последующим смешиванием порошков А1 и Fe.

2.4 Технологии, основанные на гидрохимическом легировании (ГХО) исходных компонентов шихты.

2.5 Технологии получения материалов легированных графитом.

2.6 Методики исследования структуры механических свойств и материалов.

2.7 Математическое планирование и обработка результатов исследований.

3 Диспергирование шихт на основе Fe-Al в процессе мха и их уплотнение на этапах консолидации.

3.1 МХА порошковых шихт на основе Fe-Al.

3.2 Плотность холоднопрессованных заготовок на основе шихт Fe-Al, полученных различными способами.

3.3 Плотность спеченных заготовок на основе шихт Fe-Al, полученных различными способами.

3.4 Плотность ГДПМ на основе шихт Fe-Al, полученных различными способами.

3.5 Плотность отожженных ГДПМ.

3.6 Выводы.

4. Структура и свойства ПКМ на основе Fe-Al.

4.1 Материалы, полученные на основе ГХО шихт.

4.2 Материалы, полученные совместной МХА компонентов шихты Fe-Al.

4.3 Свойства ГДПМ, полученных с применением предварительной МХА порошка А1 и совместной МХА порошков Fe и А1.

4.4 Свойства ГДПМ, полученных с применением предварительной МХА порошка А1 и совместной МХА порошков Fe и А1.ИЗ

4.5 Технологии получения материалов, легированных графитом.

4.7 Результаты исследования структуры и свойств ПКМ Fe-Al.

4.6 Выводы.

В последнее время наблюдается повышение спроса предприятий различных отраслей промышленности на изделия и материалы, изготавливаемые разнообразными методами порошковой металлургии (ГТМ). Технологии ПМ получения материалов и деталей из них выгодно отличаются от соответствующих компактных сокращением трудоемкости технологического процесса, обусловленной повышением степени автоматизации, снижением отходов производства, сокращением или полным исключением дополнительной механической обработки за счет повышения точности изготавливаемых изделий с требуемым качеством поверхности. Следует подчеркнуть, что современные методы ПМ позволяют в качестве исходных материалов использовать, в том числе, отходы других производств (стружку, окалину, облой), а также материалы в природном состоянии непосредственно из руд. Помимо этого технологиями ПМ получают материалы с уникальными свойствами и составом, которые нельзя получить другими методами.

Порошковые и композиционные материалы на основе железа и его сплавов находят широкое применение во многих областях техники и народного хозяйства, используются в различных узлах машин и механизмов в соответствии с условиями нагружения, действующими усилиями и конструктивными требованиями. В настоящее время на производстве идет борьба за снижение масс узлов, деталей машин и, следовательно агрегатов в целом, но не за счет уменьшения их эксплуатационной надежности и работоспособности, а за счет повышения удельной прочности. Важным направлением является получение и использование материала на основе железо-алюминия.

Применение указанного порошкового или композиционного материала поможет решить ряд проблем в этой области.

Наиболее изучены и распространены в настоящее время материалы из измельченных порошков - сплавов на основе Fe, легированных А1, и их различные варианты, суть которых основана на получении шихты порошка Fe-Al с последующей его консолидацией. Отрицательными факторами при производстве материалов такими способами является их неуниверсальность и трудоемкость, связанная с необходимостью сначала получать материал Fe-Al в компактном состоянии, а затем проводить диспергирование, шихтоприготовление и $ консолидацию.

Материалы на основе смесей порошков Fe и А1 малоизученны в связи с высокой степенью сродства А1 к кислороду, что приводит к активному образованию оксидов, имеющих высокую температуру плавления и разупрочняющих консолидированный материал. Тем не менее, такие материалы очень перспективны и их внедрение позволяет использовать все возможности, способствующие повышению эффективности: организационные, эксплуатационные, технологические и конструктивные.

Разрабатываемые порошковые материалы позволяют повысить удельные прочностные показатели, коэффициент использования материала и эксплуатационную надежность узлов за счет достижения высоких прочностных характеристик.

Представляемая работа направлена на получение материала на основе железо-алюминия, изучение его структуры и свойств для практического применения в различных областях промышленности.

Работа выполнена на кафедре «Материаловедение и технология материалов» Южно-Российского государственного технического университета (Новочеркасского политехнического института) согласно темы 1.00. «Разработка теоретических и физических основ формирования перспективных функциональных материалов» на 2000 -2004 г.г. и темы 202.05.01.001 «Горячедеформированные порошковые материалы на основе механохимически активированных порошков и порошковых шихт» (НТП «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники», подпрограмма «Новые материалы», раздел «Функциональные порошковые материалы»).

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Впервые обнаружено, что формирование порошкового материала на основе МХА шихт Fe-Al происходит в два этапа: частицы со средним размером d4 в процессе МХА в среде водного раствора ортоборной кислоты образуют агломераты с размером dcp, которые в свою очередь агломерируются до размеров DCP.

2. Определено влияние процессов, протекающих при размоле и механохимической активации исходных компонентов шихты на основе Fe-Al. Обнаружено наследственное влияние активизации агломерации при оптимальных режимах МХА на характер изменения механических свойств. Установлено, что максимальные механические свойства ПКМ достигаются при активизации агломерации, характеризующейся резким увеличением размеров dcp агломератов, которое наблюдается при КПА1 -2,33. Следует отметить, что КПАГ~Х = с = 0,43 является параметром уравнения распределения dcp(DCP), описываемого логистической функцией вида dcp=a + b/(\ + (Dcp/cy).

3. Раскрыты процессы взаимодействия пленки оксида алюминия А12Оъ, покрывающей частицы порошка и имеющей повышенную температуру плавления, с водным раствором ортоборной кислоты, приводящего к образованию композиционных частиц, плакированных оксидами бора В205, и боридами А14В20, А1В12, А1ВОъ предотвращающих окисление частиц алюминия в процессе нагрева. Эти процессы формирования защитных пленок имеют место только при проведении МХА и не наблюдаются при гидрохимической обработке порошка А1 в водном растворе ортоборной кислоты.

4. Показано, что предварительная МХА порошка А1 в насыщенном растворе ортоборной кислоты при повышенной продолжительности и ее смешивание с порошком Fe в течение минимального времени в результате консолидации приводят к формированию ГДПМ с повышенными механическими свойствами. Установлено, что при таких режимах шихтоприготовления достигается наилучшее покрытие частиц А1 пленками оксида бора, предотвращающей окисление частиц А1 в процессе нагрева в ДА. Пониженные продолжительности смешивания МХА А1 с Fe не приводят к покрытию частиц порошка железа пленками оксидов бора.

5. Обнаружено явление локализации жидкофазного алюминия в замкнутых оксидных и боридных оболочках, подтверждаемого отсутствием растекания материала при нагреве выше температур плавления и отсутствием кристаллизовавшегося алюминия в межчастичном пространстве основы Fe-Al сплава.

6. Определены оптимальные технологические факторы получения порошкового конструкционного материала на основе Fe-Al с заданными свойствами и разработаны рекомендации по промышленному использованию результатов исследований.

7. В результате проведенных исследований методами многокритериальной оптимизации оптимизированы все этапы технологии получения ГДПМ на основе предварительной МХА шихты А1 с последующей совместной обработкой порошков Fe и А1, включающей предварительную механохимическую активацию А1 (С А1 = &мас.%), в течение тА1 =1,4 ч в планетарной шаровой мельнице САНД-1 (соотношение масс шаров и шихты 5 = 10:1, диаметр шаров dui =10мм, частота вращения 290мин ^) при содержании СНАС = 2,8 мас.%; механическую обработку смеси порошков Fe и А1 в планетарной мельнице (5 = 1:1, тлк[;Ае = 0,2ч); формование давлением р = 680МПа, нагрев в среде

ДА (тн = 10с/мм) при tH = 750 °С и ДГП (w = 140МДж/м'), позволяющая получить материал с тср = 240МПа и повышенной удельной прочностью =32.35МПа• см3/г).

8. Разработанный материал на основе Fe-Al, из которого были изготовлены опытные образцы внутренней втулки опоры балансира автоприцепа КамАЗ, прошел эксплуатационные испытания на ОАО «Автоприцеп КамАЗ», (г. Ставрополь).

1. Гудремон Э. Специальные стали: Пер. с нем. 2-е изд., сокр и перераб. -М: Металлургия, 1966г. т.1-736с.

2. Fink W. L., Willey L A. Metals Handbook / Amer. Soc. Met-Cleveland, 1948. P. 1161.

3. Bradley A. J., Jay A. H.// J. Iron Steel Inst.,-1932.-125-P. 339361.

4. Bennet. W.D.// J. Iron Steel Inst., Metallurgy.- 1987. Vol 3-P. 372-380.

5. Sato H.// Sci. Rep. Inst. Tohoku University. 1951.-3-P. 13-23.

6. Heidenreich R. D., Nesbitt E. A. // J. Appl. Phys.-l992.-23 P. 352-365, 366-367.

7. Houdremont E., Schonrock K., Wiester H. J. // Techn. Mitt. Krupp. Forschungsber-1939 -2, S. 191-205;

8. French H. J., Homerberg V. O. // Trans. Amer. Soc. Steel Treat-1932.-20, P. 481-506.

9. Wiester H. J. Techn. Mitt. Krupp Forschungsber 6, 1943, S. 116; Stahl u. Eisen.-1943.-63, S. 64-74.

10. Bennek H., Bandel G. // Techn Mitt. Krupp. Forschungsber-1943.-6 S. 143-176; Stahl u. Eisen.- 1943.-63, S. 653-659, 673-684, 695700.

11. Guillet L., La Cementation des aciers au carbon et des aciers speciaux Mem. // C. R. Trav. Soc. Ing. civ. (France).-1904.-P. 177-207.

12. Swinden Th., Bolsover G. R. // Stahl u. Eisen. 1936.- 56, S. 1113-1124.

13. Алюминиевые сплавы перспективный материал в автомобилестроении. / И. Н. Фридляндер, В. Г. Систер, О. Е. Грушко, В.

14. В. Берстенев, Jl. М. Шевелева, JL А. Иванова. // Металловедение и термическая обработка металлов-2002 г.-№9. С. 5-8.

15. Использование алюминия и сплавов в вагоностроении // Железные дороги мира 1995 - № 11.— С. 16 - 19.

16. Shiro Sato. Welcom Adress for 1CAA-6 // Aluminium Alloys: ICAA-6, July 5-10. (Japan).- 1998.- P. 2073 2074.

17. Lessiter Micheal. An Aluminium scrap gap? Experts say no med for worry // Mod. Cast.- 1997.- V. 87, № 2.- P. 60 61.

18. Lesser Donald R., Kipouros Georges J. Lightweight materials for transportation applications // JOM: J. Miner. Metals and Макг. Soc. 1995. V. 47, №7. P. 17.

19. Anyadike N. Aluminium makes inroads into automobile sector but is not unchallenged // Metal Bull. Mon 1996.- dec.- P. 88 - 89.

20. Winandy Clauds D. Light metals in the automotive industry // Ligla Metal Age.- 1994.- V. 52, № 9 10.- P. 46,48,50, 52, 54.

21. Lowe R. How steel is responding to the new materials challenge // Mater. Word.- 1994.- №11.- P.577-579.

22. Brami Robert. Automotive A1 continues to make big news // Light Metals Age.- 1994.- V. 52, № 11 12.- P. 62 - 64.

23. Безопасность и тенденция развития конструкций автомобилей / В.В Адамчук., М.Р. Буренюк и др. // Автомобильная промышленность 1998-№5-С. 18-20.

24. Gardcin R., Pielschmann J. Aluminium in Nutzfahrzeugbau // Galvanotechnik.- 1996.- B. 87, № 7.- S. 2215 2221.

25. Иванчук В.Я. Алюминий в производстве грузовых и специальных автомобилей // Технология машиностроения 2001 - № 1С. 73 - 74.

26. Лахтин Ю.М., Арзамасов Б.Н. Химико-термическая обработка металлов.-М.: Металлургия, 1985. -256с.

27. Дорофеев Ю.Г. Динамическое горячее прессование в металлокерамике. М: Металлургия, 1972.-176 с.

28. Дорофеев Ю.Г., Безбородов Е.Н., Сергеенко С.Н. Особенности высокоплотного горячедеформированного материала на основе «стружкового» порошка алюминиевого сплава Д-16. // Цветная металлургия.-2001-№ 10.-С.28-31.

29. Структура и механические свойства микрокристаллических сплавов на основе системы Al-Fe, полученных методами порошковой металлургии. / Т.И. Лебедева, М.М. Мышляев, А.Г. Рощупкин, В.М. Федоров // Порошковая металлургия 1991- № 4.- С. 93-98.

30. Johnson Р.К. European Conference on Advances in Structural P/M Component Production (CEURO PM97)// The International journal of Powder Metallurgy. -1998. -Vol.34, № 1. -P.67-68.

31. Huppmann W.J. The Technical and Economic Development of Powder Forging // Powder Metallurgy International -1992. -Vol.24, №3. P. 186-193.

32. Пат. 2155241 RU С22С 9/01. Спеченный антифрикционный материал на основе алюминиевой бронзы. / Коростелева Е.Н., Савицкий А.П., Русин Н.М.: / Институт физики прочности и материаловедения СО РАН.-Заявл. 12.10.98; Опубл. 27.08.2000.

33. Пат. 1656778А1 SU B22F 3/20. Способ изготовления прессованных полуфабрикатов из гранулируемых алюминиевых сплавов. / Бережной B.JI., Пасхалов А.С. Заявл. 02.03.89 Опубл. 27.03.96

34. Механические и триботехнические свойства спеченных сплавов алюминий-железо. / М.Н. Русин, А.П. Савицкий, Л.И. Тушинский, А.И. Полелюх // Перспективный материал- 1998 №4-С.42^9.

35. Механическое легирование и консолидация сплавов системы алюминий-железо. / Н. Bin, K.F. Koba-Yashi, Р.Н. Shingu // Кэйкиндзаку J Jap Inst. Light Metals. -1998. -38, №3.- C. 165-171.

36. Механическое легирование порошкового сплава Al-8%Fe. / А.А. Колесников, В.А. Король, С.В. Попка, А.А. Стефанович // Порошковая металлургия-Минск, 1989-№7 — С. 139-142.

37. Mechanical alloying. Sundareson R., Fras F.H. // J Metals-1987.- 39, №8-P. 22-27.

38. Исследования механически легированных Al, Ni и Fe порошков. Investigation on mechanical alloying of aluminium, nicel and ranpowders / V Romnath, В Jha, V Gopinathon, P Romakrishnon. // Trns Indion Inst Met.- 1986.- 39, №6.- P. 592-596.

39. Витязь А.П., Ловшеико Ф.Г., Ловшеико Г.Ф. Механически легированные сплавы на основе алюминия и меди Минск: Беларуская навука. 1998.-351с.

40. Композиционные материалы: Справочник / Под ред. М. Карпиноса- Киев: Наук, думка, 1985.- 592 с.

41. Порошковая металлургия. Материалы, технология, свойства, области применения: Справочник. / И. М. Федорченко, И. Н. Францевич, И. Д. Радомысельский и др.; Отв. ред. И. М. Федорченко Киев: Наук, думка, 1985-624 с.

42. Портной К. И., Бабич Б. Н. Дисперсноупрочненные материалы М.: Металлургия, 1974. 200 с.

43. Fisher J. С., Hart Е. W., Pry К. М. Dispersion strengthened metals // Acta Metallurgical 1953.- Vol. 1, № 1.- P. 336-343.

44. Ansel G. S., Lenel F. V. Criteria for yielding of dispersion strengthened alloys // Acta Metallurgical I960 Vol. 8, № 9 - P. 612-616.

45. Каттрелл A. X. Дислокации и пластическое течение в кристаллах-М.: Металлургиздат, 1958.-264 с.

46. Ashby М. F., Ansell G. S., Cooper Т. D. The theory of critical shear stress and work hardening of dispersion-hardened crystals // Oxide dispersion strengthening. Metallurgical Society Conferences. N. Y.: Corden and Breach, 1966. P.- 143-205.

47. Портной К. И., Бабич Б. Н., Светлов И. Л. Композиционные материалы на никелевой основе.-М.: Металлургия, 1979. 264 с.

48. Данелия Е. П., Розенберг В. М. Внутреннеокисленные сплавы. М.: Металлургия, 1978.-232 с.

49. Кипарисов С. С., Левинский Ю. В. Внутреннее окисление и азотирование сплавов М.: Металлургия, 1976 - 200 с.

50. Кубашевский О., Гобкинс Б. Окисление металлов и сплавов М.: Металлургия, 1965 - 428 с.

51. Пат. 1909781 ФРГ, МКИ В 22 1/00. Metallpulver und Verfahren zu seiner Herstellung / J. S. Benjamin (ФРГ). Заявл. 01.03.68; Опубл. 07.06.71.

52. Benjamin J. S. Mechanical alloying // Scientific American-1976.-№ 5 P. 40-48.

53. Benjamin J. S., Volin Т. E. The mechanism of mechanical alloying // Metal. Trans.- 1974.- Vol. 5, №8.- P. 1929-1934.

54. Пат. 3865586 США, МКИ В 22 1/00. Method of producing refractory compound containing metal articles by high energy milling the individual powders together and consolidating them / Т. E. Volin (США); J. S. Benjamin (США). Заявл 17.02.72; Опубл. 11.02.75.

55. Mechanical alloying of A1 3 at% Mo powders / Zdujic Miodrag, Kobayashi Kojioro F., Shingy Paul H. // Z. Metallkunde- 1990.-Vol. 81, №5.-P. 380-385.

56. Пат. 2412022 ФРГ, МКИ 22 С 1/04. Vehfahren zur terstellung hochuai-mfester Leigierangen / К. H. Kramer (ФРГ)- Заявл. 13.03.74; Опубл. 25.09.75.

57. Пат. 3740210 США, МКИ В 22 f 9/00. Mechanically aUoyed aluminium-aluminium oxide / M. I. Bomford (США); J. S. Benjamin (США). Заявл. 06.07.71; Опубл. 19.06.73.

58. Benjamin J. S., Bomford M. I. Dispersion strengthened aluminium made by mechanical alloying // Metal. Trans 1977 - Vol. 8A-P. 1301-1305.

59. Layyous F. F., Nadiv S., Lin I. J. The con-elation between mechanical alloying and microstructure of Al-Li-Mg alloys // Jnt. Conf. Powder Met, London, 2-6 July, 1990: PM 90.- L, 1990 Vol. 1,- P. 171179.

60. Morris M. A., Morris D. G. Microstractural refinement and associated strength of copper alloys obteined by mechanical alloying // Mater. Sci. and Eng. A.- 1989.- Vol. 111.- P. 115-127.

61. Schroth J. G., Franetovic V. Mechanical alloying for heat-resistant copper alloys // J. Metals.- 1989 Vol. 41, №1.- P. 37-39.

62. Tbummler F., Gutsfeld C. Mechanically alloyed sintered steels with a high hard phase content // Jnt. Conf. Powder Met., London, 2-6 July, 1990: PM 90.- L., 1990.- Vol. 2.- P. 25-29.

63. Высокопрочные механически легированные алюминиевые сплавы / А. А. Колесников, В. JI. Ликин, А С. Соколов, С. В. Побережный // 3-я Всесоюз. конф. по металлургии гранул: Тез. докл., Москва, 1991.-М., 1991.-С. 39.

64. Origin of the strength of mechanically alloyed aluminium alloys / Hasegawa Tadashi, Miura Tsunemasa // Struct. Appl. Mech. Alloy: Proc. ASM Jnt. Conf., Myrtle Beach, S. C. 27-29 March, 1990. Materials Park (Ohio), 1990. P. 213-219.

65. Пат. 5045278 США, МКИ В 22 F 1/00, С 22 С 21/00. Dual processing of aluminium base metal matrix composites / Das Sovrtash K., Zedalis Michael S., Oilman Paul S. Заявл. 09.11.89; Опубл. 03.09.91; НКИ 419/16.

66. Korb G., Schwaiger A. Iron-based oxide dispersion strengthened alloys resistant to oxidation and high temperatures a challenge for powder-metallurgy technology // High temp. High Pres. 1989. Vol. 21, N 5. P. 475486.

67. Барамбойм H. К. Механохимия высокомолекулярных соединений. M: Химия, 1971.-363 с.

68. Гутман Э. М. Механохимия металлов и защита от коррозии. М.: Металлургия, 1974 299 с.

69. Аввакумов Е. Г. Механические методы активации химических процессов Новосибирск: Наука, 1986 - 306 с.

70. Болдырев В. В. Экспериментальные методы в механохимии твердых неорганических веществ Новосибирск: Наука, 1983 - 65 с.

71. Хайнике Г. Трибохимия: Пер. с англ.- М.: Мир, 1987 584 с.

72. Бутягин П. Ю. Разупорядочение структуры и механохимические реакции в твердых телах// Успехи химии 1984 - Т. 53, № П.-С. 1769-1789.

73. Бутягин П. Ю. Физические и химические пути релаксации упругой энергии в твердых телах: Механохимические реакции в неорганической химии// Механохимический синтез в неорганической химии: Сб. науч. тр.- Новосибирск, 1991- С. 32-52.

74. Боуден Ф. П., Тейбор Д. Трение и смазка твердых тел: Пер. с англ. М.: Машиностроение, I960 151 с.

75. Петере К. Механохимические реакции // Тр. 1-го Европейского совещания по измельчению. Франкфурт на Майне: Пер.-М.: Стройиздат, 1966.-С. 80-103.

76. Красулин Ю. А. Дислокации как активные центры в топохимических реакциях // Теор. и эксп. химия 1967 - Т. 3, № 1- С. 58-62.

77. Боас В. Дефекты решетки в пластически деформируемых металлах// Дислокации и механические свойства кристаллов: пер с англ.- М.: ИЛ, I960.- 552 с.

78. Schradar R., Stadter W., Octtel H. Untersuchen an mechanisch aktivierten kontakten. XIII Festkorperstraktur und katalytisches Veriialten von Nickelpulver // Z. Phus. Chern.- 1972.- Bd 249. №1-2.- S. 87-100.

79. Бутягин П. Ю. Первичные активные центры в механохимическихреакциях// Журн. ВХО им. Д. И. Менделеева-1973.- Т. 18.-С. 90-95.

80. Колбанев И. В., Бутягин П. Ю. Исследование механохимических реакций с участием кварца методом ЭПР // Журн. физ. химии.- 1974.-Т.48, вып.5.-С. 1158-1161.

81. Бутягин П. Ю., Быстриков А. В. Об инициировании химических реакций при разрушении твердых тел // Материалы V Всесоюз. симп. по механоэмиссии и механохимии твердых тел Таллин, 1977.- 4.1.-С. 63-78.

82. Clemens В. М. Solid-state reaction and structure in compositionally modulated zirconium-nickel and titanium-nickel films // Physical Review В.- 1986.- Vol.33, №11.- P. 7615-7626.

83. Дорофеев Ю.Г., Мариненко Л.Г. Устименко В.И. Конструкционные порошковые материалы и изделия М.: Металлургия. 1986.- 143с.

84. Дорофеев Ю.Г. Динамическое горячее прессование в металлокерамике.-М., Металлургия, 1972 175с.

85. Буланов В.Я. Гидростатическое формование порошковых материалов. Екатеринбург, 1995 - 297 с.

86. Федорченко И.М., Андриевский Р.А. Основы порошковой металлургии. Киев.: Машиностроение, 1961. - 420 с.

87. Шатт В. Порошковая металлургия, спеченные порошковые материалы. М.: Металлургия, 1983. - 518 с.

88. Бар Дж., Вейс В. Порошковая металлургия материалов специального назначения. М.: Металлургия, 1977. - 374 с.

89. Порошковая металлургия 77. Сборник статей. - Киев: «Наукова думка», 1977. - 118 с.

90. Манегина Ю.В., Плечева В.Н. Порошковая металлургия жаропрочных сплавов. Челябинск: Металлургия, 1988. - 318 с.

91. Пивинский Ю.Е., Попильский Р.Я. Прессование порошковых керамических масс. М.: Металлургия, 1983. - 175 с.

92. Балыпин М.Ю. Научные основы порошковой металлургии и металлургии волокна М.: Металлургия, 1972 - 336 с.

93. Гоулдстейн Дж., Ньюбери Д. Растровая электронная микроскопия и рентгеновский микроанализ: В 2 кн. М.: Мир, 1984. -Кн.1 - 303с. и Кн.2- 348с.

94. Рид С. Электронно-зондовый микроанализ. М.: Мир, 1979.-423с.

95. Количественный электронно-зондовый микроанализ. М.: Металлургия, 1982.- 151с.

96. Уманский Я.С., Скаков Ю. А., Иванов А.Н., Расторгуев Л.Н. Кристаллография, рентгенография и электронная микроскопия. М.: Металлургия, 1982. - 632 с.

97. Миркин Л.Н. Рентгеноструктурный контроль машиностроительных материалов. Справочник. -М.: Машиностроение, 1979.- 136 с.

98. Новик Ф.С., Аросов Я.Б. Оптимизация процессов технологии металлов методами планирования эксперимента. — М.: Машиностроение; София: Техника, 1980. 304с.

99. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М.: Наука, 1976. -276 с.

100. Шойтер Р. Многокритериальная оптимизация. Теория, вычисления и приложения. М.: Радио и связь, 1992. - 330с.

101. Технология получения композиционного материала системы А1-А1203-В203/ Л.У Котиева, Н.М Чевлева, С.Д Шляпин и др.//Цв. металлургия.-1983-№5.-С.25-28.

102. Дорофеев Ю.Г., Безбородов Е.Н. Сергеенко С.Н. Кинетика механохимического активирования порошковой шихты на основеалюминия в насыщенном растворе ортоборной кислоты // Физика и химия обработки материалов. -2002- № 3. -С. 51-54.

103. Дорофеев Ю.Г., Безбородов Е.Н., Сергеенко С.Н. Горячедеформированные порошковые материалы на основе механически легированных шихт А1-С // Физика и химия обработки материалов. -2003. -№3 -С. 64-72.

104. Дорофеев Ю.Г. Безбородов Е.Н., Сергеенко С.Н. / Особенности формирования компактированного материала из механически активированной стружки алюминиевого сплава Д16 // Металловедение и термическая обработка материалов- 2003-№1 С.31-33.

105. Дорофеев Ю.Г. Безбородов Е.Н., Сергеенко С.Н. Разработка технологии получения горячедеформированного порошкового материала на основе механохимически активированной стружки алюминиевого сплава Д—16 // Материаловедение. -2002. -№ 9 -С. 40-45.

106. Дорофеев ЮГ., Безбородов Е.Н., Сергеенко С.Н. Особенности уплотнения при формовании порошковых материалов на основе алюминия, подвергнутых механохимической активации // Изв. вузов Сев.-Кавк. регион. Техн. науки-2001 -№4.- с.47-51.

107. Промышленная технология горячего прессования порошковых изделий. / Ю.Г. Дорофеев, Б.Г. Гасанов, В.Ю. Дорофеев, В.И. Мирошников, В.Н. Мищенко М.: Металлургия, 1990. - 208 с.

108. Дорофеев Ю.Г. Безбородов Е.Н. Сергеенко С.Н. Горячедеформированные порошковые материалы на основе механохимически активированной стружки сплава Д-16 // Цветные металлы. -2003 -№ 1. -С 81-85.

109. Дорофеев Ю.Г., Безбородов Е.Н., Сергеенко С.Н. Особенности высокоплотного горячедеформированного материала на основе «стружкового» порошка алюминиевого сплава Д-16 //Цветная металлургия-2001-№ 10.-С 28-31.