автореферат диссертации по металлургии, 05.16.09, диссертация на тему:Новые антифрикционные материалы на основе системы железо-медь

На правах рукописи

904602048

КРАВЧЕНКОВ АНТОН НИКОЛАЕВИЧ

НОВЫЕ АНТИФРИКЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ СИСТЕМЫ ЖЕЛЕЗО-МЕДЬ

Специальность: 05.16.09 - Материаловедение (машиностроение)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

1 з МАЙ 2010

Москва 2010

004602048

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Московском государственном индустриальном университете (ГОУ МГИУ)

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Шляпин Анатолий Дмитриевич Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Чернышева Татьяна Александровна доктор технических наук, профессор Арзамасов Владимир Борисович

Ведущая организация: ИМАШ РАН - Учреждение Российской академии наук Институт машиноведения им. А.А.Благонравова РАН

Защита состоится «19» мая 2010 года в 16:00 на заседании диссертационного совета Д.212.129.01 при Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Московском государственном индустриальном университете по адресу: 115280, г. Москва, ул. Автозаводская, 16, ауд. 1706.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ МГИУ

Автореферат разослан «19» апреля 2010 года и размещен на сайте www.msiu.ru

Учёный секретарь диссертационного

Совета Д.212.129.01

кандидат технических наук, доцент

У//

Иванов Ю.С.

1.0БЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Несмотря на то, что во всем мире непрерывно ведутся работы по снижению потерь на трение и износ эта проблема сохраняет свою актуальность. Достаточно сказать, что по оценке экспертов ежегодные потери мировой экономики от этих факторов составляют многие миллиарды долларов. Самую важную роль в снижении этих потерь играет качество подшипников скольжения и соответственно антифрикционных сплавов. В связи с постоянно возрастающей интенсивностью работы механизмов машин и нагрузок на основные узлы особое значение приобретает разработка новых антифрикционных сплавов для тяжелонагруженных подшипников скольжения.

Цель работы. Разработка, получение и исследование новых антифрикционных сплавов с улучшенными служебными свойствами на основе системы Fe-Cu, получаемых методами контактного легирования при минимально возможном содержании олова в легирующем расплаве. Изучение особенностей взаимодействия железо-медного сплава с расплавами на основе свинца и установление влияния легирующих элементов расплава на структуру, фазовый состав и свойства новых композиционных материалов.

В работе были поставлены и решены следующие задачи:

1. Изучение возможности полного отказа от применения олова при получении антифрикционных сплавов данного класса;

2. Разработка способов получения композиционных материалов типа (Fe-Cu) -(Fe-Cu-Pb-Sn-Zn) с высокими антифрикционными свойствами и минимально возможным содержанием олова в легирующем расплаве;

3. Изучение особенностей взаимодействия железо-медного сплава с расплавами свинец-цинк и свинец-олово-цинк и влияния цинка на структуру и фазовый состав композиционных материалов;

4. Изучение зависимости механических и антифрикционных свойств от химического состава и микроструктуры сплавов;

5. Сравнительный анализ структуры и свойств базовых и новых антифрикционных материалов.

Научная новизна:

1. Впервые изучены закономерности взаимодействия трехкомпонентного расплава Pb-Zn-Sn с железо-медным сплавом. Установлена опережающая диффузия цинка в железо-медный сплав по отношению к олову;

2. Впервые четко установлен переход от твердо-жидкофазного взаимодействия с преимущественным растворением твердого сплава к взаимодействию с прониканием

компонентов расплава в объем твердого сплава при изменении концентрации одного из компонентов расплава;

3. Показано, что, несмотря на интенсивную опережающую диффузию цинка из расплава свинца в объем железо-медного сплава он не может быть использован как элемент-лидер поскольку двухкомпонентный расплав свинца с цинком интенсивно разрушает железо-медный сплав при всех изученных условиях;

4. Впервые показано, что добавление 2%(здесь и далее все проценты весовые) олова к расплаву цинк-свинец останавливает процесс разрушения железо-медного сплава и инициирует частичное проникание всех трех компонентов расплава в железо-медный сплав. Добавление в расплав 5% олова достаточно для полного прекращения разрушения твердого сплава и начала интенсивного проникания тяжелых легкоплавких компонентов в железо-медный сплав;

5. Уточнена физическая модель контактного легирования из трехкомпонентного расплава, согласно которой в железо-медный сплав последовательно проникают цинк, олово и свинец.

6. Впервые показано, что эффективность действия элемента-лидера, позволяющего осуществлять поверхностное легирование конструкционных материалов тяжелыми легкоплавкими элементами из их расплава, может быть значительно усилена путем добавления в расплав элементов, не удовлетворяющих требованиям к элементам-лидерам. Это ускоряет процесс контактного легирования при экономии дорогих дефицитных элементов.

Праюгическая ценность.

1. Предложен метод поверхностного контактного легирования железо-медного сплава тяжелыми легкоплавкими элементами, позволяющий снизить содержание олова в легирующем расплаве с 20% до 5%. По сравнению с выбранным прототипом;

2. В результате контактного легирования из трехкомпонентного расплава РЬ-Zn-Sn в поверхностном слое сплав Fe-Cu заданной толщины образуется сложнолегированный сплав Fe-Cu-Pb-Sn-Zn, обладающий лучшими антифрикционными свойствами, чем базовый сплав Fe-Cu-Pb-Sn, взятый за прототип. Обоснована и экспериментально подтверждена рекомендуемая температура контактного легирования 780-790°С;

3. Показано, что взаимодействие расплава свинец-цинк, не содержащего олова со сплавом железо-медь может быть использовано для создания на поверхности

конструкционных материалов целого ряда новых сплавов типа «баббит» с широкой гаммой структур и соответственно антифрикционных свойств.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались и обсуждались: на научных семинарах кафедры «Материаловедения и технологии конструкционных» ГОУ МГИУ, Международной научно-практической конференции ЮНЕСКО «Участие молодых ученых, инженеров и педагогов в разработке и реализации инновационных технологий» Москва, 2008, 2010 и II Международном российско-китайском семинаре «Влияние электромагнитных полей на структуру и характеристики материалов», ИМАШ им.А.А.Благонравова РАН, Москва 2009.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, изложенных на 142 страницах машинописного текста, содержит 5 таблиц, 132 рисунка. Список литературы включает 126 источников.

Методы исследования. В работе использованы современные методы металлографического, микрорентгеноспектрального, рентгеновского фазового анализа, современные методики и оборудование для трибологических исследований, методы математической обработки результатов эксперимента и современная вычислительная техника.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дано обоснование актуальности диссертационной работы, сформулированы цели и задачи, научная новизна и практическая ценность выполненной работы, дано краткое описание структуры работы, приведены сведения об апробации работы и методах исследований, использованных при ее выполнении.

В первой главе представлен обзор литературных данных по антифрикционным материалам и особенностям их производства, современным методам порошковой металлургии, способам производства композиционных материалов из несмешивающихся компонентов. Дан анализ преимуществ и недостатков метода контактного легирования, основанного на монотектической реакции. Подробно рассмотрены закономерности взаимодействия твердых металлов и сплавов с жидкими.

Особое внимание уделено методам получения антифрикционных сплавов на основе системы Fe-Cu с поверхностным слоем легированным оловом и свинцом.

В результате проведенного аналитического обзора сделан вывод о том, что задача улучшения антифрикционных свойств, повышения износостойкости материалов и сокращения затрат на их производство остается актуальной на современном этапе

развития техники. Наиболее перспективной основой для создания антифрикционных материалов для тяжелонагруженных подшипников скольжения являются сплавы на основе системы железо-медь, легированные различными тяжелыми легкоплавкими компонентами. Созданный ранее с помощью метода контактного легирования сплав такого класса на основе системы Fe-Cu-Pb-Sn обладает сочетанием хороших механических и антифрикционных свойств. Однако в процессе производства такого сплава к расплаву свинца необходимо добавлять 20% опова, которое является достаточно дорогим и дефицитным элементом.

Это обуславливает необходимость продолжения работ по совершенствованию технологии новых композиционных антифрикционных материалов. В качестве главного направления дополнительных исследований был выбран поиск путей полной или частичной замены олова в технологической схеме получения антифрикционного сплава на основе системы железо-медь при сохранении или улучшении уровня служебных свойств.

Во второй главе приводится описание оборудования и методик исследований, проводимых при выполнении данной работы.

Для исследования структуры получаемых материалов использовался качественный и количественный металлографический анализ. Для подготовки образцов к металлографическому анализу использовали линейку оборудования для пробоподготовки немецкой фирмы ATM, обеспечивающего высокое качество металлографических шлифов.

Изучение и фотографирование микроструктуры образцов производили на микроскопе Axiovert 40 МАТ при различных увеличениях. Исследуемую микроструктуру можно наблюдать как в стереоокулярах, так и на мониторе компьютера. Изображение, полученное на компьютере использовали для последующего графического количественного анализа на специальной программе «Промеры».

Ренггеноспектральный анализ производился на электронном сканирующем микроскопе Karl Zeiss EVO 20 с увеличением от 30 до 100000 крат (разрешающая способность 1 нм). На микроскопе возможно определение состава поверхности (глубина 1-10 мкм, локальность 0,05-10 мкм), получение интегральных значений концентрации по различным фазовым выделениям, проведения качественного и количественного металлографического анализа сплавов, определение состава фазовых составляющих методом рентгеновского локального микроанализа.

Локальный элементный экспресс анализ образцов проводился с помощью прибора рентгеновского флуоресцентного спектрометра «ФОКУС-2М».

Анализ фазового состава образцов осуществлялся с помощью дифрактометра ARL X'TRA-145. Рентгенограммы были получены при U = 45 kV и I = 35 тА с использованием

рентгеновской трубки с медным анодом (ХКа = 1, 541 А). Сканирование дифракционной картины проводилось в диапазоне 28 = 30-440° с шагом Д9 = 0,02° и временем экспозиции 10 с. Качественный фазовый анализ был выполнен с помощью пакета компьютерных программ Match и базы данных PDF-2.

Испытания на трение и износ полученных образцов проводили на специализированном испытательном стенде. В качестве испытуемых образцов использовались цилиндры диаметром 15 мм и высотой 20 мм. В качестве индентора использовали штифт из стали 30ХГСН2А с рабочей частью в зоне контакта с исследуемым образцом диаметром 1 мм. При испытаниях индентор прижимался к поверхности испытуемого образца с усилием 160 МПа.

В процессе испытаний с помощью тензометрических динамометров замеряли усилия в приводах при страгивании и в процессе движения, по которым определялась величина момента трения. В процессе испытаний периодически проводились осмотры поверхностей трения и измерения диаметров образцов для определения износа.

Для точного определения искомых параметров износа и коэффициента трения был выбран путь износа 95... 100 м. Для определения массового износа испытуемых образцов были выполнены взвешивания образцов на аналитических весах с точностью до трех знаков после запятой.

В третьей главе представлено обоснование концепции экспериментов.

В основе концепции лежит известный эксперимент получения сплава на основе Fe-Cu-Pb-Sn, где роль элемента-лидера играет олово. Компонент, выбранный на роль элемента-лидера должен с опережением мигрировать в объем твердого реагента с образованием зон локального оплавления, по которым будет следовать зона, обогащенная компонентом расплава.

Ниже приводится схема (рис.1), иллюстрирующая выбор элемента лидера для контактного легирования меди.

Рис. 1. Схема для выбора элементов-лидеров для легирования меди и ее гетерофазных сплавов висмутом, свинцом или таллием

Выбор элементов-лидеров базируется на простой физической модели опережающей диффузии «лидера», достижения солидусных концентраций, локального оплавления легируемого металла или сплава и последующей миграции по жидким прослойкам основного легирующего элемента.

Пусть легируемым элементом является А, легирующим элементом - В и растворимость В в А пренебрежительно мала. В качестве элемента-лидера согласно этой модели выбирается элемент С, имеющий фрагмент диаграммы равновесия системы А-С , представленный на рис. 2.

Рис. 2. Фрагмент диаграммы равновесия А-С, наличие которого необходимо для элемента-лидера С.

Контактное легирование проводится при температуре Т = То

Хорошее экспериментальное подтверждение этой модели было получено при контактном легировании железо-медного сплава свинцом из свинцово-оловянного расплава

Из приведенной выше схемы подбора элементов-лидеров для легирования сплавов на основе меди свинцом, видно, что выбор это довольно беден и фактически сводится к двум элементам индию и цинку. С учетом дефицитности и дороговизны индия все внимание было сосредоточено на цинке.

В ходе изучения возможности отказа от применения олова при получении антифрикционных сплавов были рассмотрены следующие двойные диаграммы состояния: Fe-Zn, Fe-Sn, Cu-Fe, Cu-Pb, Cu-Sn, Cu-Zn, Zn-Pb. Как уже отмечалось главное требование

к элементу-лидеру состоит в том, что он должен обладать при температуре контактного легирования полной взаимной растворимостью со свинцом и хорошо растворяться в легируемой твердой меди. Кроме того в рассмотренной выше модели контактного легирования с элементом-лидером было упомянуто еще одно требование - при температуре легирования элемент-лидер должен насыщать легируемый элемент до солидусной концентрации, после чего должно происходить локальное оплавление легирующего металла с последующей миграцией в зону локального оплавления свинца. Кроме этих требований элемент-лидер должен удовлетворять еще одному требованию -не ухудшать свойства получаемого композиционного материала.

При рассмотрении перечисленных выше диаграмм состояния можно сразу сказать, что цинк удовлетворяет не всем приведенным выше требованиям. При температуре легирования (она не может был. выше 790°С - 800°С из-за начала испарения цинка) цинк активно растворяется в меди, но не насыщает ее до солидусной концентрации. Таким образом, цинк не приводит к локальному оплавлению меди и сам по себе не может обеспечить миграцию свинца в медь.

Это означает, что кроме цинка в свинец необходимо добавлять еще какой-то элемент, способный привести к локальному оплавлению меди. А поскольку ранее уже было показано, что лучше олова эту задачу не выполнит никакой другой элемент, то принятая нами методическая концепция данной работы сводится к следующему: видоизменить метод контактного легирования железо-медного сплава из свинцово-оловянного расплава путем максимально возможного замещения олова цинком. При этом все стадии приведенных выше рассуждений были проверены экспериментально. Сначала было изучено контактное легирование из свинцово-оловянного расплава состава РЬ-20%Sn, затем из тройного расплава Pb-Zn-Sn - с постепенным замещением олова цинком, вплоть до полного замещения олова.

В четвертой главе представлены результаты исследования взаимодействия расплавов свинца с оловом, свинца с цинком, свинца с цинком и оловом с чистыми медью, железом, железо-медным сплавом, а также взаимодействие расплава Pb-Zn-Sn с различным содержанием олова до 20% с Fe-Cu сплавом.

Микроструктура сплава Fe-40%Cu полученного при помощи плавки в вакуумной индукционной печи представлена на рис. 3.

Рис. 3. Микроструктура сплава Ре-40%Си

Из анализа полученных микроструктур был сделан вывод о том, что процесс таердожидкофазного взаимодействия с участием железо-медного сплава протекает наиболее интенсивно, с участием чистой меди - менее интенсивно. Армко-железо во всех изученных случаях во взаимодействие с расплавами практически не вступало.

На рис. 4 приведены фрагменты микроструктуры зоны контактного взаимодействия сплава Ре-40%Си со свинцово-цинковым расплавом не содержащим олова Наблюдается интенсивное разрушение твердого сплава расплавом, местами даже с «отрыванием» довольно больших фрагментов.

Рис. 4. Микроструктура зоны твердожидкофазного взаимодействия сплава Fe-Cu с

расплавом свинец -15% цинка.

Этот процесс интересен тем, что он может быть положен в основу метода создания на поверхности конструкционных материалов целого ряда новых сплавов типа «баббит» с широкой гаммой структур и антифрикционных свойств.

Далее эксперименты были продолжены с последовательным увеличением содержания олова в расплаве. В результате было определено минимальное содержание олова - 2% в тройном расплаве РЬ-5п-15%2п, которое приостанавливает процесс разрушения железо-медного сплава. Для полного предотвращения растворения железо-

медной основы необходимо 5% олова. При содержании олова в расплаве более 5% также наблюдается равномерный легированный слой. Микроструктуры сплавов, полученных контактным легированием из расплавов с 15% цинка, содержащих 2, 5, 10, 15 и 20% олова показаны на рис. 5 (а-д).

в г д

Рис. 5 Микроструктура сплава Fe-Cu легированного из расплавов Pb-Sn-15% Zn: а - 2%Sn; б - 5%Sn; в -10%Sn; г -15%Sn; д -20%Sn.

С целью последующего выбора состава трехкомпонентного расплава аналогичные эксперименты были проведены с фиксированным содержанием олова в расплаве с 5% олова и содержанием цинка 5, 10, 15% соответственно. Полученные результаты иллюстрируются на рис. 6.

а б в

Рис. 6. Микроструктура сплава Fe-Cu легированного из расплавов Pb-5% Sn-Zn: a-5%Zn;

б -10%Zn; в -15%Zn.

В результате описанных выше экспериментов для последующего исследования свойств были отобраны сплавы, легированные из расплавов следующих составов: РЬ-5%5п-10%гп, РЬ-5%8п-15%2п и РЬ-10%8п-15%гп.

Микрорентгеноспектральный анализ позволил определить средний химический состав поверхностного легированного слоя и распределение компонентов расплава по легированному слою. Из рис. 7 видно что в полученных образцах по сравнению с базовым образцом в поверхностном слое свинца больше.

Вес, %

70 60 50 40 30 20 10 0

60,4

31,9

12,1 11,1

44,5

51,05V6

К

34,0

[29,7 29,6

0 9 6r~i

J 7.7 ; 7,6

Сплав Fe-Cu легированный из расплава

□ Pb-20%Sn

■ Pb-5%Sn-10%Zn

Ц Pb-5%Sn-15%Zn

E3Pb-10%Sn-15%Zn

Ре Эп РЬ 2п

Рис. 7 Диаграмма среднего химического состава сплавов

На рис. 8 схематично изображены точки измерений, на рис. 9 представлено распределение компонентов расплава по легированному слою.

Рис. 8 Схема распределения точек измерений

в г

Рис. 9 Распределение легирующих компонентов по легированному слою образцов а - Fe-Cu сплав легированный из расплава Pb-20%Sn; б - Fe-Cu сплав легированный из расплава Pb-5%Sn-15%Zn; в - Fe-Cu сплав легированный из расплава Pb-5%Sn-!0%Zn; г - Fe-Cu сплав легированный из расплава Pb-10%Sn-15%Zn. Микрорентгеноспектральный анализ сплава Fe-Cu, легированного из расплава РЬ-5%Sn-10%Zn показал высокую равномерность распределения легирующих компонентов по поверхностному слою (рис. 10).

рь

-i- Sn

pb Sn

t~ti-Mi i.

20D 400 600 800 1000 LMK4

Рис. 10 Результаты микрорентгеноспектрального анализа сплава Ре-Си легированного из расплава РЪ-5%8п-Ю°/^п в характеристическом излучении Ъп, и РЬ Исходя из полученных результатов, для легирования железо-медного сплава нами был рекомендован расплав РЬ-5%5п-10%Хп. Фазовый состав поверхностной зоны сплава, получаемого при легировании из этого расплава довольно сложен. Согласно полученным

данным этот слой содержит включения свинца, олова и значительное количество интерметаллидов, таких как Си^пц, Ре5гп8, СипЗпз, Си2п. Следует, однако, подчеркнуть, что эти результаты носят качественный характер.

В ходе дальнейших исследований была установлена зависимость ширины рабочего слоя от времени выдержки в расплаве РЬ-5%8п-10%гп (рис. 11).

I, мкм 700

500

300 Ь

Рис. 11 Зависимость ширины рабочего слоя от времени выдержки в расплаве РЬ-5%8п-10%2п

МИН

Для сравнения механических и антифрикционных свойств полученных материалов в качестве прототипа был выбран хорошо зарекомендовавший себя ранее сплав Ие-Си легированный из расплава РЬ-20%5п.

На рис. 12 представлены результаты оценки с помощью метода непрерывного вдавливания предела прочности и твердости полученных материалов. Из графиков видно, что образец, взятый в качестве прототипа, уступает новым материалам, в то время как все новые материалы обладают практически близкими по значению свойствами.

1S

2600 2550 2500

я 2450 1 2400 ? 2350 2300 2250 2200 2150

Твердость

2554

900 8 ВО 860

я 840 С

S 820 С 800 780 760 740 720

Предел прочности

875 876

Сплав Fe-Cu легированный из расплава: 1 - Pb-20%Sn; 2 - Pb-5%Sn-10%Zrr, 3 - Pb-5%Sn-15%Zn; 4 - Pb-10%Sn-15%Zn

Рис. 12 Диаграммы твердости и предела прочности сравниваемых сплавов

В пятой главе проведен сравнительный анализ базовых и новых антифрикционных материалов полученных методом контактного легирования. В начале главы приведен краткий аналитический обзор материалов используемых для подшипников скольжения. Рассмотрены химические составы известных биметаллических вкладышей подшипников скольжения и технологии их получения. В качестве примеров рассмотрены шатунные вкладыши подшипников скольжения для тяжелонагруженных узлов.

Антифрикционные свойства и линейный износ измеряли на образцах, полученных из различных легирующих расплавов, составы которых приведены на рис. 13.

Из представленных результатов видно, что наилучшими антифрикционными свойствами обладает материал, полученный контактным легированием железо-медного сплава из расплава РЬ-10%8п-15%гп. Однако рекомендуемый нами ранее легирующий расплав РЬ-5%5п-10%2п решает поставленную в работе задачу - добиться максимально возможной экономии олова при сохранении высокого уровня антифрикционных свойств. Поэтому более дорогой сплав с лучшими служебными свойствами можно считать резервом данной работы, который можно применять, когда требуемый уровень свойств оправдывает более высокие затраты.

В завершение работы была изучена возможность получения подшипников скольжения путем наплавки железо-медного сплава на сталь Ст.З с последующим контактным легированием по разработанной нами технологии. Микроструктура наплавленного слоя представлена на рис. 14.

f

0,08 0,06 0,04 0,02 0

Ad/l. мм/м 0,004

0,003 0,002 0,001 0

0,075

0,003

Коэффициент трения 0,064

0,052

0,055

2 3 4

Линейный износ

0,002 0,002 0,002

0,042

0,001

Ad. мм

0,06 0,05 0,04 0,03 0,02 0,01 0

Изменение диаметра образцов

0,051

0,033

0,041

0,030

0,012 т.

1 2 3 4 5

- сплав Fe-Cu; 2 - Fe-Cu сплав легированный иг раеплава Pb-20%Sn;

3 -Fe-Cu сплав легированный из расплава Pb-5%Sn-10%Zn;

4 - Fe-Cu сила в легированный из расплава Pb-5%Sn-15%Zn; 5- Fe-Cu сплав легированный из расплава Pb-10%Sn-15%Zn.

Рис. 13 Антифрикционные свойства сплавов

Рис. 14 Микроструктура наплавленного железо-медного сплава на подложке из стали Ст.З

Контактное легирование при 790°С и выдержке в расплаве РЬ-5%5п-10%гп в течении 5 мин с охлаждением на воздухе позволило получить микроструктуру композиционного образца показанную на рис. 15.

Рис. 15 Микроструктура наплавленного железо-медного сплава на стали Ст.З после контактного легирования из расплава Pb-5%Sn-10%Zn

Данные результаты показывают возможность создания высококачественных антифрикционных сплавов при помощи достаточно простых, дешевых и экономичных технологий.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Детальный анализ диаграмм равновесия двойных систем на основе железа, меди и свинца с учетом индивидуальных свойств компонентов позволил выбрать цинк в качестве элемента для частичной замены олова используемого в качестве лидирующего элемента при контактном легировании. Это позволило снизить содержание олова в легирующем расплаве с 20% до 5%;

2. В результате контактного легирования из трехкомпонентного расплава Pb-Zn-Sn в поверхностном слое сплав Fe-Cu заданной толщины получается сложнолегированный сплав Fe-Cu-Pb-Sn-Zn, обладающий лучшими антифрикционными свойствами, чем базовый сплав Fe-Cu-Pb-Sn, взятый за прототип. При этом температура контактного легирования снижается от 810°С до 780-790°С при сохранении высокой скорости процесса;

3. Показано, что взаимодействие расплава Pb-Zn, не содержащего олова со сплавом железо-медь может быть использовано для создания на поверхности конструкционных материалов целого ряда сплавов типа «баббит» с широкой гаммой структур и соответственно антифрикционных свойств;

4. Впервые изучены микроструктура, элементный и фазовый состав зоны контактного легирования нового композиционного материала. Показано, что опережающая диффузия цинка из расплава приводит к значительному снижению

твердости структурной составляющей на основе железа и увеличению твердости составляющей на основе меди;

5. Детально исследована микроструктура зон контактного легирования, полученных при различных условиях легирования. С помощью рентгеноспектрального анализа уточнена физическая модель контактного легирования из трехкомпонентного расплава;

6. С помощью метода непрерывного индентирования оценены механические свойства зоны контактного легирования, которые оказались значительно выше чем у базового сплава;

7. Проведены предварительные эксперименты по плазменному нанесению слоя железо-медного сплава регламентированной толщины на поверхность стали и проведено легирование этого слоя цинком, оловом и свинцом. Изучена микроструктура полученного слоя и показана возможность значительной экономии меди благодаря предлагаемому комбинированному способу создания антифрикционного материала

8. Разработаны технологические рекомендации по применению метода контактного легирования из многокомпонентных расплавов;

9. Материалы, разработанные в диссертации, прошли предварительные испытания в научно-исследовательском институте композиционных материалов и технологических процессов МГТУ им. Н.Э.Баумана. Получено положительное заключение о перспективности их использования в машиностроении.

Закономерности контактного. легирования из многокомпонентных расплавов, внедрены в учебный процесс кафедры «Материаловедения и ТКМ» при чтении специальных курсов.

Общее количество работ по теме диссертации составляет 9, из них 6 работ опубликовано в журналах, рекомендованных ВАК. Основное содержание диссертации изложено в следующих работах:

1. А.Н. Кравченков, А.Д. Шляпин, «Контактное легирование легкоплавкими компонентами» // Машиностроение и инженерное образование - 2009. - №4. - С. 31-34;

2. Булычев С.И., Калмакова A.B., Кравченков А.Н., «Определения модуля Юнга по твердости» // Заводская лаборатория (диагностика материалов) - 2009. - том. 75, №12.-С. 63-66;

3. Булычев С.И., Узинцев O.E., Кравченков А.Н., «Зависимость твердости материалов от скорости деформации при кинетическом ивдентировании» // Заводская лаборатория (диагностика материалов) - 2009. - том. 75, №9. - С. 45-49;

4. А.Н. Кравченков , А.Д. Шляпин, «О роли элемента-лидера в процессе контактного легирования из расплава» II Физика и химия обработки материалов - 2009. -№6.-С. 99-100;

5. В.И. Кошкин, А.Н. Кравченков, И.Б. Руденко, А.Д. Шляпин, «Применение эффекта адиабатического сдвига для поверхностного легирования конструкционных материалов» // Заготовительные производства в машиностроении - 2010. - №3. - С. 40 -43;

6. Ю.С. Авраамов, В.И. Кошкин, И.А. Кравченкова, А.Н. Кравченков, А.Д. Шляпин «О выборе элемента-лидера при поверхностном контактном легировании сплавов на основе алюминия и меди из расплавов тяжелых легкоплавких металлов» // Машиностроение и инженерное образование - 2010. - №.1 - С. 37 - 42;

7. В.И. Кошкин, А.Н. Кравченков, И.Б. Руденко, А.Д. Шляпин. «Методика и оборудование для электроимпульсного поверхностного легирования». Сборник материалов II Международного российско-китайского семинара «Влияние электромагнитных полей на структуру и характеристики материалов». Москва, 26-29 мая 2009 г., С.48-50.

КРАВЧЕНКОВ АНТОН НИКОЛАЕВИЧ

НОВЫЕ АНТИФРИКЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ СИСТЕМЫ ЖЕЛЕЗО-МЕДЬ

Автореферат

Подписано в печать 16.04.10 Формат бумаги 60x84/16 Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100. Заказ № Издательство МГИУ, 115280, Москва, Автозаводская, 16 www.izdat.msiu.nl: e-mail: izdat@msiu.ru: тел. (495) 677-23-15

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1 Антифрикционные сплавы.

1.2 Особенности производства антифрикционных сплавов.

1.3 Методы порошковой металлургии.

1.4 Растворение твердых металлов и сплавов в жидких, кинетика и лимитирующая стадия.

1.5 Образование твердых и жидких растворов и интерметаллидов как конкурирующие процессы при ТЖВ.

1.6 Способы производства композиционных материалов из НК, основанные на монотектическом взаимодействии.

1.7 Преимущества и недостатки метода контактного легирования, основанного на монотектической реакции.

1.8 Сплавы на основе системы железо-медь-свинец-олово.

ГЛАВА 2. ОПИСАНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1 Подготовка образцов к металлографическому анализу.

2.2 Оборудование для микроструктурного анализа.

2.3 Определения твердости и предела прочности.

2.4 Оборудование и методики определения микротвердости.

2.5 Сканирующий электронный микроскоп.

2.6 Рентгеноспектральный анализ.

2.7 Рентгеновский фазовый анализ.

2.8 Определение износостойкости и коэффициента трения.

2.9 Математическая обработка результатов.

ГЛАВА 3. ОБОСНОВАНИЕ КОНЦЕПЦИИ ВЫБОРА НОВОГО

ЭЛЕМЕНТА-ЛИДЕРА.

3.1. Общий подход к выбору элементов-лидеров.

3.2 Физическая модель действия элементов-лидеров.

3.3 Анализ двойных диаграмм равновесия.

3.4 Концепция выбора нового элемента-лидера для поверхностного легирования железо-медного сплава свинцом.

ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТОВ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.

4.1 Микроструктура исходного материала.

4.2 Описание экспериментов.

4.3 Контактное легирование чистой меди, железа и железо-медного сплава из расплавов Pb-15%Zn, Pb-20%Sn, Pb-15%Sn-15%Zn.

4.4 Получение сплавов железо-медь-свинец-олово-цинк.

4.5 Микрорентгеноспектральный анализ.

4.6 Фазовый анализ.

4.7 Зависимость ширины рабочего слоя от времени выдержки в расплаве РЬ-5%Sn-10%Zn.

4.8 Механические и антифрикционные свойства сплавов.

4.8.1 Механические свойства.

4.8.2 Антифрикционные свойства.

ГЛАВА 5. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ НОВЫХ И БАЗОВЫХ АНТИФРИКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

5.1 Анализ современных подшипников скольжения.

5.2 Наплавка железо-медного сплава на сталь с последующим контактным легированием.

5.3 Сравнение новых и базовых антифрикционных материалов.

Несмотря на то, что во всем мире непрерывно ведутся работы по снижению потерь на трение и износ, эта проблема сохраняет свою актуальность. Достаточно сказать, что по оценке экспертов вредные последствия от этих факторов глобальны и ежегодные потери мировой экономики составляют многие миллиарды долларов. Эти последствия связаны, прежде всего, с потерями энергии в узлах трения, потерями материалов при изнашивании и выходе оборудования из строя, вредными экологическими последствиями износа подшипников скольжения и других подвижных сопряжений [1]. Самую важную роль в снижении этих потерь играет качество подшипников скольжения и соответственно антифрикционных сплавов. В связи с постоянно возрастающей интенсивностью работы механизмов машин и ростом нагрузок на основные узлы особое значение приобретает разработка новых антифрикционных сплавов для тяжелонагруженных узлов трения скольжения, сочетающих высокую прочность, теплопроводность, износостойкость и низкий коэффициент трения.

Композиционные материалы (КМ) на основе систем несмешивающихся компонентов (НК) способны обеспечить высокий уровень антифрикционных свойств и достаточно технологичные методы производства [2, 3].

Разработка новых антифрикционных сплавов на основе НК с подобными свойствами нуждается в современных методах и технологиях. Основными причинами, затрудняющими получение сплавов на основе НК традиционными металлургическими способами являются:

- большая разница удельных масс компонентов и их точек плавления;

- сильная склонность сплавов НК к расслоению в жидком состоянии в широком интервале температур и концентраций.

Анализ известных способов производства материалов из НК позволяет сделать вывод о необходимости поиска новых решений в этой области, основанных на отказе от известных способов, сводящихся к сплавлению или спеканию материалов. Таким новым решением является «Способ контактного легирования» (KJI), суть которого состоит в создании сплавов путем взаимного легирования компонентов через межфазный контакт, разделяющий жидкую и твердую фазы. Благодаря методу KJI удалось впервые получить ряд сплавов на основе систем НК с уникальными структурами и свойствами, которые ранее получали только методами порошковой металлургии. [2].

С помощью метода KJI был получен сплав на основе системы Fe-Cu-Sn-Pb, износостойкость которого в 10 раз выше, чем у бронзы БрОЦС 5-5-5, и в шесть раз, чем у сплава Fe-Cu-Pb. К недостатку данного сплава можно отнести необходимость введения в легирующий расплав 20 вес% дефицитного и дорогого олова [4,5,6].

Целью данной работы является разработка, получение и исследование новых антифрикционных сплавов с улучшенными служебными свойствами на основе системы Fe-Cu, получаемых методами контактного легирования при минимально возможном содержании олова в легирующем расплаве, изучение особенностей взаимодействия железо-медного сплава с расплавами на основе свинца и установление влияния легирующих элементов расплава на структуру, фазовый состав и свойства новых композиционных материалов.

В работе были поставлены и решены следующие задачи:

1. Изучение возможности полного отказа от применения олова при получении антифрикционных сплавов данного класса;

2. Разработка способов получения композиционных материалов типа (Fe-Cu) — (Fe-Cu-Pb-Sn-Zn) с высокими антифрикционными свойствами и минимально возможным содержанием олова в легирующем расплаве;

3. Изучение особенностей взаимодействия железо-медного сплава с расплавами свинец-цинк и свинец-олово-цинк и влияния цинка на структуру и фазовый состав композиционных материалов;

4. Изучение зависимости механических и антифрикционных свойств от химического состава и микроструктуры сплавов;

5. Сравнительный анализ структуры и свойств базовых и новых антифрикционных материалов.

Научная новизна работы: впервые изучены закономерности взаимодействия трехкомпонентного расплава Pb-Zn-Sn с железо-медным сплавом. Установлена опережающая диффузия цинка в железо-медный сплав по отношению к олову; впервые четко установлен переход от твердо-жидкофазного взаимодействия с преимущественным растворением твердого сплава к взаимодействию с прониканием компонентов расплава в объем твердого сплава при изменении концентрации одного из компонентов расплава; показано, что, несмотря на интенсивную опережающую диффузию цинка из расплава свинца в объем железо-медного сплава он не может быть использован как элемент-лидер, поскольку двухкомпонентный расплав свинца с цинком интенсивно разрушает железо-медный сплав при всех изученных условиях; впервые показано, что добавление 2% (здесь и далее все проценты весовые) олова к расплаву цинк-свинец останавливает процесс разрушения железо-медного сплава и инициирует частичное проникание всех трех компонентов расплава в железо-медный сплав. Добавление в расплав 5% олова достаточно для полного прекращения разрушения твердого сплава и начала интенсивного проникания тяжелых легкоплавких компонентов в железо-медный сплав; уточнена физическая модель контактного легирования из трехкомпонентного расплава, согласно которой в железо-медный сплав последовательно проникают цинк, олово и свинец. впервые показано, что эффективность действия элемента-лидера, позволяющего осуществлять поверхностное легирование конструкционных материалов тяжелыми легкоплавкими элементами из их расплава, может быть значительно усилена путем добавления в расплав элементов, не удовлетворяющих требованиям к элементам-лидерам. Это ускоряет процесс контактного легирования при экономии дорогих дефицитных элементов. Практическая ценность работы: предложен метод KJI железо-медного сплава тяжелыми легкоплавкими элементами, позволяющий снизить содержание олова в легирующем расплаве с 20% до 5% по сравнению с выбранным прототипом.

- в результате контактного легирования из трехкомпонентного расплава Pb-Zn-Sn в поверхностном слое сплав Fe-Cu заданной толщины образуется сложнолегированный сплав Fe-Cu-Pb-Sn-Zn, обладающий лучшими антифрикционными свойствами, чем базовый сплав Fe-Cu-Pb-Sn, взятый за прототип. Обоснована и экспериментально подтверждена рекомендуемая температура контактного легирования 780-790°С.

- показано, что взаимодействие расплава свинец-цинк, не содержащего олова, со сплавом железо-медь может быть использовано для создания на поверхности конструкционных материалов целого ряда новых сплавов типа «баббит» с широкой гаммой структур и соответственно антифрикционных свойств.

Приведенный в первой главе работы обзор литературных данных позволил сделать вывод о том, что задача улучшения антифрикционных свойств, повышения износостойкости материалов и сокращения затрат на их производство остается актуальной на современном этапе развития техники.

Во второй главе работы приводится описание оборудования и методик исследований, проводимых при выполнении данной работы.

В третьей главе работы представлено обоснование концепции экспериментов.

В четвертой главе работы представлены результаты исследования взаимодействия расплавов свинца с оловом, свинца с цинком, свинца с цинком и оловом с чистыми медью, железом, железо-медным сплавом, а также взаимодействие расплава Pb-Zn-Sn с различным содержанием олова до 20% с Fe-Cu сплавом.

В пятой главе работы проведен сравнительный анализ базовых и новых антифрикционных материалов, полученных методом контактного легирования.

Материалы диссертации докладывались и обсуждались: на научных семинарах кафедры «Материаловедения и ТКМ» ГОУ МГИУ, на Международной научно-практической конференции ЮНЕСКО «Участие молодых ученых, инженеров и педагогов в разработке и реализации инновационных технологий» и на II Международном российско-китайском семинаре «Влияние электромагнитных полей на структуру и характеристики материалов», ИМАШ им.А.А.Благонравова РАН, Москва 2009.

В работе использованы современные методы металлографического, микрорентгеноспектрального, рентгеновского фазового анализа, современные методики и оборудование для трибологических исследований, методы математической обработки результатов эксперимента и современная вычислительная техника.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Детальный анализ диаграмм равновесия двойных систем на основе железа, меди и свинца с учетом индивидуальных свойств компонентов позволил выбрать цинк в качестве элемента для частичной замены олова, используемого в качестве лидирующего элемента при контактном легировании. Это позволило снизить содержание олова в легирующем расплаве с 20% до 5%;

2. В результате контактного легирования из трехкомпонентного расплава Pb-Zn-Sn в поверхностном слое сплав Fe-Cu заданной толщины получается сложнолегированный сплав Fe-Cu-Pb-Sn-Zn, обладающий лучшими антифрикционными свойствами, чем базовый сплав Fe-Cu-Pb-Sn, взятый за прототип. При этом температура контактного легирования снижается от 810°С до 780-790°С при сохранении высокой скорости процесса;

3. Показано, что взаимодействие расплава Pb-Zn, не содержащего олова, со сплавом железо-медь может быть использовано для создания на поверхности конструкционных материалов целого ряда сплавов типа «баббит» с широкой гаммой структур и соответственно антифрикционных свойств;

4. Впервые изучены микроструктура, элементный и фазовый состав зоны контактного легирования нового композиционного материала. Показано, что опережающая диффузия цинка из расплава приводит к значительному снижению твердости структурной составляющей на основе железа и увеличению твердости составляющей на основе меди;

5. Детально исследована микроструктура зон контактного легирования, полученных при различных условиях легирования. С помощью рентгеноспектрального анализа уточнена физическая модель контактного легирования из трехкомпонентного расплава;

6. С помощью метода непрерывного индентирования оценены механические свойства зоны контактного легирования, которые оказались значительно выше, чем у базового сплава;

7. Проведены предварительные эксперименты по плазменному нанесению слоя железо-медного сплава регламентированной толщины на поверхность стали и проведено легирование этого слоя цинком, оловом и свинцом. Изучена микроструктура полученного слоя и показана возможность значительной экономии меди благодаря предлагаемому комбинированному способу создания антифрикционного материала;

8. Разработаны технологические рекомендации по применению метода контактного легирования из многокомпонентных расплавов;

9. Материалы, разработанные в диссертации, прошли предварительные испытания в научно-исследовательском институте композиционных материалов и технологических процессов МГТУ им. Н.Э.Баумана. Получено положительное заключение о перспективности их использования в машиностроении.

Закономерности контактного легирования из многокомпонентных расплавов внедрены в учебный процесс кафедры «Материаловедения и ТКМ» при чтении специальных курсов.

1. Н.К. Мышкин, М.И. Петроковец Трение, смазка, износ. Физические основы и технические приложения трибологии. - М.: ФИЗМАТ ЛИТ, 2007.-368 е.;

2. Ю.С. Авраамов, А.Д. Шляпин, Сплавы на основе систем с ограниченной растворимостью в жидком состоянии. М: Интернаука, 2002. — 371 е.;

3. А. с. 1185868 (СССР). Способ получения сплавов из несмешивающихся компонентов / Ю.С.Авраамов, А.Д.Шляпин, В.В.Баранов, Ю.Н. Блащук, 1985 г.;

4. Авраамов Ю.С., Кураченкова Е.В., Набутовский Л.Ш. Структура и свойства сплавов системы Fe-Cu-Sn-Pb, полученных методом контактного легирования. Научно-технический сборник РКТ, серия УШ, выпуск 4, Материаловедение, М: 1985, 106 - 122 е.;

5. Кураченкова Е.В. Технология, структура и свойства медьсодержащих антифрикционных материалов: Автореферат канд. дис. — М: 1986, 20 е.;

6. Невский М.И., Артемьев В.П., Ильенко В.А. Некоторые закономерности и особенности формирования диффузионных покрытий селективным осаждением из легкоплавких металлов // АР и ПМ, 1978. Вып. 3. С. 8891.;

7. Ляхович Л.С., Ворошнин Л.Г., Панч Г.Г., Щербаков Э.Д. Много компонентные диффузионные покрытия. Минск: Наука и техника 1974, 288 е.;

8. Ю.Петрунин И.Е., Юркова И.Ю., Екатова Л.С. Металловедение пайки. М.: Металлургия, 1976, 263с.;

9. А.П. Гуляев Металловедение М: 1977. - 646 е.;

10. Ю.М. Лахтин, В.П. Леонтьева Материаловедение, 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Машиностроение. 1980. 493 е.;

11. А.П. Смирягин Промышленные цветные металлы и сплавы, М: 1956. — 559 е.;

12. Карабасов Ю.С. Новые материалы, М: МИСИС. - 2002. - 736 е.;

13. Патент США № 4.071.643. Публикация 1978. Способ изготовления антифрикционного материала для подшипников.;

14. Шатинский В.Ф., Збожная О.М., Максимович Г.Г. Получение диффузионных покрытий в среде легкоплавких металлов. Киев, Наукова думка, 1976, 203с.;

15. Невский М.И., Артемьев В.П., Ильенко В.А. Некоторые закономерности и особенности формирования диффузионных покрытий селективнымосаждением из легкоплавких металлов // АР и ПМ, 1978. Вып. 3. С. 8891;

16. Чаевский М.И., Артемьев В.П., Ильенко В.А. О периодической закономерности скорости формирования диффузионного слоя из жидкой фазы // Научн. труды Кубансого ГУ, Краснодар, 1977. Вып. 240/3. С. 5261;

17. Гегузин Я.И. Физика спекания. М.: Наука, 1984, 311с.;

18. Прибытков Г. А., Итин В. И. Тепловые эффекты при взаимодействия металла с металлическим расплавом // АР и ПМ, 1982. Вып. 10. С. 36-41.

19. Шурыгин П.П., Шанторин В.Д. Диффузия металлов в жидкой меди //-ФММ, 1963. Т. 16. Вып. 5;

20. Пименов В.Н. Фазообразование в диффузионном слое между твердым и жидким металлами. ФИХОМ, 1978. № 6. С. 35;

21. Еременко В.Н,, Лесник H.JL, Кострова JI.K., Верховодов П.А. Контактное взаимодействие в системах олово-металл семейств железа // Укр. хим. журнал, 1985. Т.51. № 11. С.1132-1136;

22. Жуков А.А., Попель С.И., Белова И.А. Свойства границ раздела фаз в системе железо-олово // АР и ПМ, 1982. Вып. 9 С. 5-8;

23. Бугаков В. 3. Диффузия в металлах и сплавах. Москва; Гос. изд. технико-теоретической литературы, 1949;

24. Никонова В. В.,. Бартенев Г.М. Некоторые особенности диаграмм состояния бинарных сплавов эвтектического типа в связи со строением жидких эвтектик // Там же. С.131 -133;

25. Никитин В. И. Физико-химические явления при воздействии жидких металлов на твердые. М.: Атомиздат, 1967, 441с.;

26. Ершов Г. С., Черняков В.А. Строение и свойства жидких и твердых металлов.- М.: Металлургия, 1978, 248 е.;

27. Прибытков Г. А., Итин В. И. Закономерность растворения интерметаллических соединений в металлических расплавах // АР и ПМ, 1978. Вып. 3 С. 82-84;

28. Вайнерман А.Е. Механизм межкристаллитного проникновения при наплавке медных сплавов на сталь // Авт. сварка, 1981 N6. С. 22-29;

29. US Patent N 1.999.350 Copper-Iron Alloy, 1935;

30. Прусс А.П., Илюхин В.Д., Марьямов В. И. Получение отливок из сплавов с высоким содержанием меди // Н-Т сборник Ракетно-космическая техника, Материаловедение, серия УШ, 1985. Вып. 4. С. 9197.;

31. Итин В.И., Табаченко А.Н., Найбороденко Ю.С., Крутиков З.Г. Кинетика растворение никеля в расплавах олова и кадмия. -В кн.: Смачиваемость и поверхностные свойства расплавов и твердых тел. Киев: Наукова думка, 1972, с. 110-112;

32. Попель П.С., Преснякова E.JL, Павлов В.А., Архангельский E.JI. Область существования метастабильной квазиэвтектической структуры в системе Sn-Pb // ИАН СССР, Металлы, 1985, № 4;

33. Van Beek J.A., Stolbe S.A., Loo F.J.J. Multiphase- diffusion in the systems Fe-Sn and Ni-SnV/ Z. Metallkunde, 1982. Bd.73. H. 7. S. 439-444;

34. Austin G.W. the effect of molten Solder on some stressed materials. J.Inst. Metals, 1936, v. LVIII, N1, p. 173-185;

35. А.С. 895102 (СССР). Способ получения сплавов на основе железа, содержащих свинец / Ю.С.Авраамов, А.Д.Шляпин, Т.П.Алентова, 1981.;

36. Хироки Э. Спеченный антифрикционный сплав на стальной основе, пропитанный сплавом на основе свинца, Япония, патент 52-28087 1977.;

37. Лившиц Б.Г. Металлография. -М.: Металлургия, 1971 г-408 е.;

38. Лисовский А.Ф.Миграция расплавов металлов в спеченных композиционных телах. Киев. Наукова думка, 1984, 256 е.;

39. Тучинский Я.И. Композиционные материалы, получаемые методом пропитки. М.: Металлургия, 1986, 207с.;

40. Р. Герман Порошковая металлургия от А до Я. Пер. с англ.: Учебно-справочное руководство / Долгопрудный: Издательский Дом «Интеллект», 2009. — 336 е.;

41. Бугаков В. 3. Диффузия в металлах и сплавах. Москва; Гос. изд. технико-теоретической литературы, 1949;

42. Никитин В. И. Физико-химические явления при воздействии жидких металлов на твердые. М.: Атомиздат, 1967, 441с.;

43. Жуков А.А., Попель С.И., Белова И.А. Свойства границ раздела фаз в системе железо-олово // АР и ПМ, 1982. Вып. 9 С. 5-8;

44. Ward A.G. and Taylor J.W. Solution rate studies with liquid metals; solution of copper in liquid lead and bismith.-J.lnst. Metals, 1956. V. 85. N 4. P. 145;

45. Ward A.G. and Taylor J.W. Dynamic solution rate studies of solid metals in liquid metals // JLInst. Metals, 1957, v.l, N 3, p. 36;

46. Kerridge D.A. Reactor technology, 1960, v. 1, N 3 ( цит. no 208. );

47. Клеппа О.Дж. Термодинамика и свойства жидких металлов. В кн.: Жидкие металлы и их затвердевание. М.: ГОСНТИ литературы по черной и цветной металлургии, 1962. С. 67;

48. Davey T.R.A. Determination of solubility in liquid metals //Metallurgical Soc. Conf., 1959. V. 7, part I : Physical Chemistry of Process Metallurgy. P. 381-600;

49. Stevenson D.A. and Wulff J. The solubility rate of copper, nickel and their alloys in lead // Trans. AIME, 1961. V. 221. P. 279-285;

50. Kerridge D.A. Reactor technology, 1960, v. 1, N 3 ( цит. no 47. );

51. Ishida T.S. The reaction of solid iron with molten tin //Trans. Jap. Inst. Metals, 1973. V. 14. P. 37;

52. Pomzel E. Die Losungsgeschwindigkeit fester und fliissiger Metalle in ruhendem Schmelzen I //Z. Metallkunde, 1970. Bd. 61. S. 289-293;

53. Гуров К.П., Карташкин Б. А., Угасте Ю.Э. Взаимная диффузия в многофазных металлических системах. М.: Наука, 1981, 350с.;

54. Иванов Л.И., Земсков B.C., Кубасов В.К., Пименов В.Н., Белокурова И.Н., Гуров К.П., Демина Е.В., Титков А.Н., Шульгина И.Л. Плавление, кристаллизация к фазообразование в невесомости. -М.: Наука, 1979, 255с.;

55. Савицкий А.П., Бурцев Н.Н., Марцунова Л.С., Емельянова М.А., Ким Е.С. Эффект Киркендалла при взаимодействии твердых и жидких фаз // АР и ПМ, 1982. Вып. 10. С. 42-46;

56. Савинцев П.А., Аверичева В.Е., Злепко В.Я., Вяткина А.В., Игнатьева М.И. О природе и линейной скорости контактного плавления // Изв.вузов, физика, 1959. 5. С. 128-133;

57. Лашко Н.Ф., Лашко С.В. Контактные металлургические процессы, при пайке. М.: Металлургия, 1977, 192с.;

58. Тихомирова 0. И., Пикунов М.В., Рузинов Л.П., Марчукова И.Д. Взаимодействие жидкого галлия с медью // ФХММ, 1969. Т. 5, № 6. С. 669-703;

59. Вершок Б.А., Новосадов B.C. Расчет нестационарной кинетики процесса контактного плавления. ФИХОМ, 1974, № 2, с. 64-65;

60. Савицкая Л.К., Савинцев П.А. О плавлении контакта кристаллов эвтектических систем. В кн.: Поверхностные явления в металлургических процессах. - М.: Металлургиздат, 1963;

61. Сахно Г.А. Изучение контактного плавления методом микрорентгенографии. В кн.: Смачиваемость и поверхностные свойства плавов и твердых тел.- Киев, Наукова думка, 1972, с. 123;

62. Савицкая Л.К., Жданов В.В., Савицкий А.П., Жданова В.Н. Иссле дование зоны контактного плавления в двух и трехкомпонентных системах. // Изв.вузов, физика, 1973. № 10. С.112.;

63. Савицкая Л.К., Жданов В. В., Жданова В.Н., Савицкий А.П. Явления, протекающие на межфазной границе при контактном плавлении в трехкомпонентных системах. В кн.: Поверхностные явления в расплавах. Тезисы VIBcec. конф., Тбилиси Мецниероба, 1974, с. 92.;

64. Гегузин Я.И. Физика спекания. М.: Наука, 1984, 311с.;

65. Савицкая Л.К., Жданов В.В., Жданова В.Н., Савицкий А.П.: Явления, протекающие на межфазной границе при контактном плавлении в трехкомпонентных системах. Изв. вузов, Физика, 1975. Вып. 2. С. 55-57;

66. Савицкий А. П., Марцунова JI.C., Жданов В. В. Контактное плавление в системах с интерметаллидами // АР и ПМ:, 1977. Вып. 2. С. 55-57;

67. Савицкий А. П., Жданов В. В. Охрупчивание висмута при контактном плавлении //АР и ПМ, 1978. Вып. 3. С.85-87;

68. Савицкий А.П., Жданов В.В. Особенности контактного плавления двухкомпонентных сплавов // АР и ПМ, 1976. Вьп.4. С.75-78;

69. Панин В.Е., Егорушкин В.Е., Хон Ю.А, Елсукова. Атом-вакансионные состояния в кристалле // Изв. вузов, Физика, 1982. № 12. С. 5-27;

70. Еременко В.Н.,Натанзон Я.В.,Галаджий О.Ф. Исследование кинетики растворения металлов в металлических расплавах методом вращающегося диска (система медь-свинец) // ФХММ, 1967. Т. 3. №N№ 2. с. 134-141;

71. Kerridge D.A. Reactor technology, 1960, v. 1, N 3;

72. Stevenson D.A. and Wulff J. The solubility rate of copper, nickel and their alloys in lead // Trans. AIME, 1961. V. 221. P. 279-285;

73. Клеппа О. Дж. Термодинамика и свойства жидких металлов. В кн.: Жидкие металлы и их затвердевание. М.: ГОСНТИ литературы по черной и цветной металлургии, 1962. С. 67;

74. Cathcart J.V. and Manly W.D. The mass transfer properties of various metals and alloys in liquid lead // Corrosion, 1950. V. 12. P. 87;

75. Pomzel E. Die Losungsgeschwindigkeit fester und fliissiger Metalle in ruhendem Schmelzen I // Z. Metallkunde, 1970. Bd. 61. S. 289-293;

76. Pelzel E. Die Losungsgeschwindigkeit fester und fliissiger Metalle in ruhendem Schmelzen II//Z. Metallkunde, 1970. Bd: 61. S. 294-297;

77. Шурыгин П.П., Шанторин В.Д. Диффузия металлов в жидкой меди /I-ФММ, 1963. Т.16. Вып. 5;

78. Гржимальский J1.JI., Екатова А. С., Петрунин И.Е., Сидехин Ю.Ф. Структура соединений из железа, паяных медью // ФИХОМ, 1968. № 1;86.1shida T.S. The reaction of solid iron with molten tin //Trans. Jap. Inst. Metals, 1973. V.14. P. 37;

79. Pelzel E. Die Losungsgeschwindigkeit fester und fliissiger Metalle in ruhendem Schmelzen II// Z. Metallkunde, 1970. Bd. 61. S. 294-297;

80. Еременко B.H., Лесник Н.Л., Кострова Л.К., Верховодов П.А. Контактное взаимодействие в системах олово-металл семейств железа // Укр. хим. журнал, 1985. Т.51.№ 11. С. 1132-1136;

81. Пименов В.Н. Фазообразование в диффузионном слое между твер дым и жидким металлами. ФИХОМ, 1978. № 6. С. 35;

82. Масляев С.А., Пименов В.Н. Твердо-жидкое взаимодействие в системе вольфрам-алюминий в условиях высокотемпературного нагрева // ФИХОМ, 1981.№4. С. 51;

83. Пименов В.Н., Масляев С. А. Влияние гравитации на формирование фазовых слоев при взаимодействии, твердого и жидкого металлов // ФИХОМ, 1983. № 1.С. 63;

84. Масляев С. А., Пименов В.Н., Сасиновская И.П. и др. Влияние гравитации на некоторые диффузионные эффекты // Металлофизика, 1984. Т. 6 №2. С. 28;

85. Масляев С.А., Пименов В.П. Влияние массопереноса в жидкости на рост фазового слоя мезду твердым и жидким металлами. -ФИХОМ, 1985,. 6. С. 102;

86. Van Beek J.A., Stolbe S.A., Loo F.J.J. Multiphase- diffusion in the systems Fe-Sn and Ni-Sn // Z. Metallkunde, 1982. Bd.73. H. 7. S. 439-444;

87. Cairola P.K., Tiwari R.K., and Gosh A. Rates of dissolution of vertical nickel cylinder in liquid aluminium under free convection // Met. Trans., 1971. V. 2. P. 2123;

88. Еременко B.H., Натанзон Я.В., Рябов B.P. Исследование кинетики растворения металлов в металлических расплавах методом вращающегося диска (механизм растворения железа в алюминии).// ФХММ, 1968 Т. 4. № 6. С. 675-676;

89. Еременко В.Н., Натанзон Я.В., Антонченко Р.В., Галаджий О.Ф. Рябов

90. B.Р. Кинетика взаимодействия алюминидов железа с жидким алюминием.// В сб.; Смачиваемость и поверхностные свойства расплавов и твердых тел. Киев. Наукова думка, 1972, с. 108-110;

91. Еременко В.Н., Петрищев В.Я., Натанзон Я.Б. Применение дилатометрии в исследованиях кинетики взаимодействия твердых тел с расплавами // АР и ПМ, 1976. Вып. 1. С.57-63;

92. Еременко В.Н., Натанзон Я.Б., Титов В.П. Кинетика растворения и коэффициенты диффузии железа, кобальта и никеля в жидком алюминии. // ФХММ, 1978. Т. 14. №6. С. 3;

93. ЮО.Натанзон Я.В., Петрищев В.Я. Кинетика роста слоя металлидных фаз в зоне контакта твердого и жидкого металлов // АР и ПМ, 1982. Вып. 10.1. C. 60-64;

94. Неверов В.И., Пименов В.Н. Взаимодействие никеля с твердым и жидким алюминием // ФИХОМ, 1980. № 4. С.68-70;

95. Натанзон Я.В., Петрищев В.Я., Верховодов П.А. Взаимодействие молибдена с жидким алюминием // АР и ПМ, 1985 Вып. 15. С. 72-77;

96. Прибытков Г. А., Итин В. И. Закономерность растворения интерметаллических соединений в металлических расплавах // АР и ПМ, 1978. Вып. 3 С. 82-84;

97. Итин В.И., Табаченко А.Н., Найбороденко Ю.С., Крутиков З.Г. Кинетика растворение никеля в расплавах олова и кадмия. -В кн.: Смачиваемость и поверхностные.свойства расплавов и твердых тел. Киев: Наукова думка, 1972, с. 110-112;

98. Денисов В.Ы., Шурыгин П.М. Дубовиков Г.С. Исследование взаимодействия германия со сплавами кадмий-сурьма и кадмий-олово //АР и ИМ, 1985. Вып. 15. С.78-81;

99. Иванов Л.И., Земсков B.C., Кубасов В.К., Пименов В.Н., Белокурова И.Н., Гуров К.П., Демина Е.В., Титков А.Н., Шульгина И.Л. Плавление, кристаллизация к фазообразование в невесомости. -М.: Наука, 1979, 255с.;

100. Добровольский И.П., Карташкин Б.А., Поляков А.П., Шоршоров М.Х. О природе и механизме контактного плавления //ФИХОМ, 1972. № 2. С.36-39;

101. Иванов Л.И., Земсков B.C., Кубасов В.К., Пименов В.Н., Белокурова И.Н., Гуров К.П., Демина Е.В., Титков А.Н., Шульгина И.Л. Плавление, кристаллизация к фазообразование в невесомости. -М.: Наука, 1979, 255е.;

102. Гаврилов К.И., Хайруллаев М.Р., Гаврилов Н.И. Исследование контактного плавления системы индий-олово-кадмий // АР и ПМ 1985, Вып. 15. С. 81-84;

103. ПО.Лашко Н.Ф., Лашко С.В. Контактные металлургические процессы, при пайке. М.: Металлургия, 1977, 192 е.;

104. А.А. Ахкубеков, Т.А. Оркасов, В.А. Созаев Контактное плавление металлов и наноструктур на их основе. М: ФИЗМАТ ЛИТ, 2008. — 152 е.;

105. Патент N 46-56302 (Япония) 1.Ш С23с.9/00, 1976;

106. Ю.С. Авраамов, А.Д. Шляпин Сплавы специального назначения на основе систем с ограниченной растворимостью в жидком состоянии / машиностроение и инженерное образование М:. - №1, 2004, 38-50 с;

107. Савицкий А.П., Жданов В.В. Особенности контактного плавления двухкомпонентных сплавов // АР и ПМ, 1976. Вьп.4. С.75-78;

108. Савицкий А. П., Марцунова JI.C., Жданов В. В. Контактное плавление в системах с интерметаллидами // АР и ПМ:, 1977. Вып. 2. С. 55-57;

109. Савицкая JI.K., Жданов В. В., Жданова В.Н., Савицкий А.П. Явления, протекающие на межфазной границе при контактном плавлении в трехкомпонентных системах. В кн.: Поверхностные явления в расплавах. Тезисы VI Всес. конф., Тбилиси Мецниероба, 1974, с. 92;

110. Савицкая JI.K., Жданов В.В., Савицкий А.П., Жданова В.Н. Иссле дование зоны контактного плавления в двух и трехкомпонентных системах. // Изв.вузов, физика, 1973. № 10. С.112;

111. Добровольский И.П., Карташкин Б.А., Поляков А.П., Шоршоров М.Х. О природе и механизме контактного плавления //ФИХОМ, 1972. № 2. С.36-39;

112. Вершок Б.А., Новосадов B.C. Расчет нестационарной кинетики процесса контактного плавления. ФИХОМ, 1974, № 2, с. 64-65;

113. Лашко Н.Ф., Лашко С.В. Контактные металлургические процессы, при пайке. М.: Металлургия, 1977, 192с.;

114. А. с. 991754 (СССР). Способ получения сплавов железо-медь-свинец / Ю.С.Авраамов, А.Д.Шляпин, Т.П.Алентова, 1982;

115. А.с.991754(СССР). Способ получения сплавов железо-медь-свинец / Ю.С.Авраамов, А.Д.Шляпин, Т.П.Алентова, 1933;

116. Диаграммы состояния двойных металлических систем, Под общей редакции академика РАН Н.П. Лякишева.том 1,2,3(книга 1,2) :М. -1997.