автореферат диссертации по металлургии, 05.16.06, диссертация на тему:Разработка новых экономнолегированных спеченных материалов на основе железа и технологии получения изделий из них

КИЕВСКИИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИИ ИНСТИТУТ.

На правах рукописи

РОЛ1АНОВ Сергеи Михайлович

УД к 621.762:669'. 15—194.2, (04 3)

РАЗ Р А БОТ К А НОВЫХ 3 КО 'г 3 ОЛ\ Н О Л ЕГ И РО.ВАН Й ЬЩ СПЕЧЕННЫХ МЛТЕРПАЛОС НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА-И ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗДЕЛИИ ИЗ НИХ

Специальное ¡ь ¡,'3.16.06 — Порошчепап металлургия

я композиционные материалы

Д в т о р е ф е р а т диссертации) на соискание ученой степени кандидата технических наук

Киев — 1993

Рабата'выполнена на кафедре порошковой металлургии и защиты металлов Днепропетровского металлургического института и Ки-V, часком заводе го изготовлению изделий из металлических порошках

Научны!! руководители — академик Академии инженерных наук Украины, доктор технических наук, профессор Острнк П. Н.

Официальные оппоненты — доктор технических наук, профессор

Шлюко В. Я.

кандидат технических наук, ст. научный сотрудник Попов А. А.

Ведущее предприятие — Институт проблем материаловедения

и.м. II. Н. Францевнча Академии наук Украины.

Защша состоится 18.01.199,3 г. в 15 часов на заседании специа-л;гашо»:и!лц>ге совета К.008.14.09 при Киевском' политехническом настнту-ге го адресу: 252056, Киев, 56, проспект Победы, 37.

Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенных гербовой печатью учреждения, просим направить по адресу: 252056, Киев-56, проспекс Победы, 37, Киевский политехнический институт, ученому секретарю*

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Киевского иолгпехшмеского 'института.

Автореферат разослан 14.12.1992 г.

Ученый секретарь

специализированного совета

кандидат технических наук В. С. ПИКОВСКИЙ.

АННОТАЦИЯ

Диссертационная работа посвяпена актуальной проблеме - созданию сравнительно дешевых, металлических матернялоз, свойства которых обеспечат юс широкое применение в различных отраслях современной техники.

Цель'о диссертационно?» работы являемся .разработка и исследование новнх Э!'сномнолегирова:-!(?Ь!>' конст.р-укииокнмх порошковых материалов на основе гелеза и оптимизация технологии изгото»пе-ния изделий из этих материалов.

Диссептапионна? работа посвящена: ■ I) исследования поведения легкоплавких компонентов в процессе . нагрева прессовок для получения экономнолегированных материалов;

2) изучение структурообразования при спекании хром-медь-^ос^ор-никельсодерхаших порошковых сталей;

3) оценке механических свойств и обрабатываемости эконо^нолегн»■ ргванных спеченных сталей;

: 4) выбору газовых сред для спекания сталей разработанного состава;

5) внедрению результатов проведенных исследований в производство.

Автор зачитает: :

1. Особенности разовых превращений при спекании ко.мплексколегн-рованных пороиковых материалов, содержащих легкоплавкие ком-' поненты.

2. Закономерности к'ассообменных проиоссов и структурос£одз:>рпн-,<я при спекании хром-медь-^ос^оросодертапгих пороткопнх сталей.

, 3. Уравнения для прогнозирования свойств спеченных экономисте-гированных' сталей.

4. Данные о влиянии температуры и исходного состава эндогазя. на оагновесное содержание углерода в слокнолегпрораннам а^стевд-те и восстанозительно-окислительнпй потенциал системы.

5. Методику сравнительной опенки прочности изделий кольцеобразной фОПМК. \

6. Ресурсосберен<\ггтут> технологию производства спеие.чнух экономнолегированных сталей.

ОШЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Актуальным направлением развития современной науки и техники на Украине является создание и применении ресурсосберегающих экономичных технологий. Одно из первых мест по таким технологиям занимает порошковая металлургия, методами которой могут производиться самые различные материал: антифрикционные, композиционные, жаропрочные, проминаемые, тугоплавкие у! т.д. Наиболее распространено в порошковой металлургии производство изделий конструкционного сортамента.

Спеченные изделия ня основе железа с добавками лигатур(ета-ли) могут обладать высокими Физико-механическими свойствами и ' работать при больших нагрузкщ?. Однако такие стали, как правило, является высоклегированнши и лзготаяяив&птся по услсжненноЯ технологии (например, методом двухкратного прессования - спекания, методом горячего прессования и т.д.). Это делает их дорогими и применение таких материалов для мало- и средненягруженных дателеЯ неоправдано.

При малых и средних нагрузках экономически целесообразно применение низколегированных материалов, которые достаточно прочны, пластичны, технологичны. Однако гамма таких материалов неширока, их свойства порой требуют дополнительных исследований.Поэтому еог^ необходимость разработки других низколегированных материалов, которые обладали бы хороиими механическими характеристиками и были бы относительно дешевыми.

Научная новизна работы заключается в:

- исследовании последовательности Фазовых превращений при спекании эксномнслегирораннмх материалов, содержащих комплекс лигитур, в том числе легкоплавких;

- оценка влияния ввода хрома у. никеля на структуру медь-Лосфористых сталеЯ;

- изучение механизма массообменных процессов при спекании хром-медь-^ос^ороссдетшших поровковых материалов на основе, железа;

- теоретической оценке активности углерода в зависимости от его концентрации, содержание хрома, меди, никеля в аустени- • те.

Практическую ценность представляют приведенные в диссертации уравнения для расчета временного сопротивления материала при растяжении и относительного удлинения в зависимости от содержания углерода, хрома, фосфора в порошковой стали и технологии ее производства, научно разработанная ресурсосберегающая технология изготовления экономнолегированнкх конструкционных изделий.

Реализация работы в промышленности осуществлена путем выпуска опнтно-промшпленных партий изделий-из новых материалов, разработанных в настоящей работе на Кировском заводе по производству, изделий из металлических порошков.

Апробация работы. Основные научные положения диссертации докладывались и обсуждались на Всесоюзной научно-технической конференции "Применение методов порошковой металлургии для изготовления деталей и инструмента" (Ереван,1990 г.),Республиканского семинара "Сизика и механика пластических деформаций порошковых материалов" (Луганск, 1991 г.)

Публикации. По теме диссертации опубликовано 3 работы.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы из 104 источников и приложений. Объем работы 162 страницы, она содержит 51 рисунок, 16 таблиц.

" " ОСНОВНОЕ СОДЕРШЛЕ РАБОТЫ

Во введении дано обоснование выбора темы, цель и основные научные положения диссертации.

В первом разделе выполнен анализ методоз производства порошковых материалов конструкционного сортамента, прйведенн и проанализированы данньге о влиянии легируших элементов на физико-ме-занические свойства порошковых конструкционных сталей, оценены газовые среды, применяемые при спекании сталей различного состава.

На основании литературных данных сделан вывод о перспективности экономнолегированных мелью, хромом, фосфором, никелем материалов, ввиду их достаточно высоких механических свойств и срав-

К/Гхсльно низкой стоимости. Вместе с тем, стмечен недостаток информации и разработок по этим вопросам.

Второй раздел посвящен исследованию тепло- и массообменных процессов и структурии5П230яанкю пр-д спекании комплекснолегиро-ваш-¡ых стало. Эти и г. следования были проведены в целях выбора рационального состава смеси порошковых компонентов для производства экономнолегированных материалов, а также подбора оптимального режима спекания -изделий.

Для' исследований применен метод термогравиметрии. Опктьг проводили ка дериватографе производства Венгрия по стандартной методике. В качестве зангигной средь: использовали технический аргон и аргон с добавками 12 и 25^ технического водорода.

Было изучено поведение прессовок на основе железа, содеряа-

пих 0,3 ...0,графита карандасного ГК-1, 0___3,0^ феррохрома

ФХ800, 2,0 ... 3,ОЙ меди электролитической '.ПМС-1,-0...3,С^ феррофос*юра 5Р1702, 0 1,0л оксида никеля черного без кобальта, а так:-:е прессовок железа и бинарных смесей "железо- компонент". Для изготовления брикетов применяли порошки фракции -200 мю.1, предварительно смешанные до неоднородности

Сопоставление тёрмограмм гтрессовк различного состава позволило определить, что температуры разложения феррофосфора и плавления меди, находящейся в брикетах из многокомпонентных смесей, соответствуют температурам тех же фазовых превращений е бинарных смесях (1296 и 1313 К, соответственно). Отсюда следует, что совместное присутствие распределенных в железе -количествах меди и феррофосфсра не приводит к смешивании их расплавов с образованием легкоплавких соединений. Скапанное подтверждено математическими расчетами.

'азоЕые превраления порошковых материалах влияют на распределение элементов, что, в свою очередь, влияет на конечную структуру стали.

Для исследования структур были изготовлены образцы сталей ЕГрО.З.,. .0,5 ХДЗ, ЖГ'рО,з/.0, 5ХДЗЛ0,45, КГрО.З.. .0.5ХДЗП0,45Н0,8. .'¿ётери&лы и методнка прессогания брикетов были так ми жз, как и для т-ермографиметрии. Кроме того, для установления влияния дисперсности лигатур на структуру сталей феррохро» и (Ьеррофосйор в некоторые образцы вводили фракции -160, -100, - 63 мкм. Образны

спекали в проходной конвейерной-печи СНЗ 6.95Л,2/П,5-И1 при температурах 1273, 1343, 1423 ^ 2.0 К в течении 5 кс. 3 качестве заяиткой среды использовался зндогаз с точкой росы 263 К, полученный в установках ЭН-125.

Оптический микроскопией установлено, что исследованные стали с содержанием 0,3^ углерода имеют структуру с гтреобладаением феррита, с содержанием 0,5^ углерода - перлито-ферритнуто структу-' РУ-

Электронномикроскспи"еские исследования образцов показали, что медь полностью растворяется в частипах железа при нагреве образцов выде температуры ее плавления, хотя распределение ее s , частице железа происходит неравномерно(позерхнссть частим железа" легирована медью больше, чем середина).

Растворение хрома з образце сильно зависит от содержания . введенного углерода и крупности порошка Феррохрамз. Так, а слу-' чае применения феррохрома фракции -IG0 мкм и содержанке углерода в стали 0,5"^ в не? наблюдается большое количество нерастворенных частиц карбидез хрома, наоборот, уменьшение размера частит: феррохрома до - бЗмки и содержания .углерода до 0,3^ практически исключает наличие карбидов в стали. Растворению хрома способствует . наличие карбидов в стали. Растворении хрома способствует таюяе легирование железо-медь-хромистых сталей фосфором и никелем, в частности, звод феррофосФора и оксида никеля. Кроме того, их наличие стимулирует сегрегации примесей оксидов кремния,ядумняия, сложных алюмосиликатов в поры, что обеспечивает более совершенный контакт частиц между собой.

Ка основании проведения термогравиметрических, микроскопических, рентгеноструктурных исследований, а также замеро- микро' твердости фаз рассмотрен механизм тепло-, массообменных процессов, протекающих при спекании сложнолегированных сталей. При этом уч; теня активизация процесса растворений хрома через железб-медь-фосФористые сплавы, распределенные на поверхности частиц-железа. 'Отменена po.4b*//ij в процессах растворенья хрома.

S третьем г&зделе пригрдекы механические свойства экономно-легированных сталей, содержащих 0,3.. .'0,7$ углерода, C...Z,0% хрома. меди, С. ..0,9^ фосфора, С ...0,13^- кике л«, а такие показано влияние химического состава я технологии производства г.талей (плотности пгессовок р , г^см3, температуры спекания Т,

К, времени спекания ^ , час) на их служебные характеристики.

Результаты исследований плотности прессовок различного состав сиидетельствуют о влиянии добавок инородных материалов к железу на лотняомость смесей,в частности,жесткие компоненты (феррохром,ферро-фосфор) снижают ее , а смазки (графит,стедрат цинка) - повышают. Влияние ввода графита,меди.феррохрома,окиси никеля в бинарных смеся типа "железо-компонент" может быть оценено величинами + 3,''2;

- 0,04; -2,24; - 1,34; -0,83, рассчитанными как

ж* -

где -относительная плотность прессовки бинарной

смеси 0/Г(. -то же, железа, /7- количество введенного компонента, %.

В работе приведены значения плотностей брикетов из различных смесей,говорящие о сравнительно небольшом влиянии ввода компонентов в исследованных пределах на уплотняемость смесей.Значительно сильнее плотность брикетов связана с давлением прессования.

Для оценки влияния плотности брикета,температуры и времени спекания,химического состава стали на величину временного сопротивления материала при растяжении ^ и относительное удлинение

& была применена многофакторная математическая обработка эксперимента .ьных данных.В целях сокращения числа опытов использовался метод планирования многофакторного эксперимента. В результате обработки экспериментальных данных по методу наименьш квадратов получены следующие уравнения:

= 249,78 + 18,73/С/Х+ 6,23/^ 8,26 /Р/х+ 45,19/х 4 + 82,ЗЗТХ +■ 42,41 Гх -19,02 /С/х . /Р/х- 24,76 /б/х./Т/х * 13,41/Су

х-14,34/ С^ /х. /Р/х - 16,98/0^4 х+ 28,81 /С /■- /Х>ТХ + 15,70 /Р/х. -г х 4 22,49 /)х . Тх ♦ 10,22 х .х - 10,74ТХ'Т?

- С Ю14/С/2 - г2,еб/Сг/1 - 45,24 /Р/* - 32,15^ - 1,32^2

X л л л X

8 = 0,96;

$ = 1,04 - 0,15/С/х 4 0,05/С/я-/х 4 0,18Г'Х + 0,59ТХ 4 0,24'Г +

4 0,12/С/х- /С л/х + 0,0С/С/х . /Р/х 4 0,01/С/Х -0,25/С/х.Тх

- 0„0а/С/х . ех + С,Ю/С/Х . /Р/х - 0,06 /С/г. /х .Тх-0,05/р/х ./>,

х

- 0,13/РХ.ТХ ♦ 0,08. Р х . Тх + О.Юу? х .ер-% + 0,0ГТх

- 0,23/С^ -0,24/ - 0,20 /?!\ » О.ОЭ/О* - 0,07Т^ - 0,003-Г2

л,, /С/ - 0,5

где *-¡1— :

0,2 • / , / С/1 / - 1,0 ;

/Р/х ' , /Р/ - 0,45

0,45

Л " ^ "б'7

0,3

т _ Т - 1348 х

»

»

75 0,75

Анализ уравнений позволил установить следующие закономерности:

1) при вводе малых количеств хрома происходит рост величин

и (Р »однако при превышении его количества свыше I,01 наблюдается снижение пластичности материала,замедляется рост его прочности;

2) оптимальным является количество фосфора в разработанных сталях,равное 0,45£;

в сталях указанного состав;, содержание углерода более 0,5% вряд ли целесообразно,т.к. ведет к охрупчиванию материала.

Некоторого повышения физико-механических свойств медь - хром-фосфоросодержащих сталей можно добиться путем добавок в них никеля (таблица), например, в вчдэ оксида никеля, а также при применении более качественных железных порошков.

Таблица

Свойства безникелевых и ни ке л ь с одержат.'* сталей,

0О = 7,0 г/см3, Т » 1423 К, е » 2ч

I Поропок | Механические свойства

Состав стали I основы *-:---

__|_I ,МПа I

У.Гр0\ЗХДЗП0,045 ПК42М 305 2,4

.«ГрО, ЗХДРП0, 45110 8 ГО.4М2 361 3 1

ЖГрО,ЗХДЗПО,45 ПЖР3.200 337 2 6

ЯГрО,ЗХД2ПО,45Н0,8 ПЖ03.200 380 3 1

При замерах твердости разработанных сталей не установлено . влияния присадок фосфора на эту характеристику. Напротив,твердости сильно зависит от содержания 'углерода и хрома (рис.!)

о„

'■19Ш-

-■ис.].. Твердость материала в зависимости от содержания хрома, = 7,0 г/смЗ; Т = 1423 К; С = 2 »аса I, 2, 3 - /С/ - 0,3; 0,5; О,П соответственно

Анализ влияния плотности прессовки, температуры и времени спекания на прочностные характеристики материала показал практически линейное возрастание величин и •<£" с увеличением этих аргументов. Однако по технологическим соображениям-ограничились верхними пределами этих величин, равными 7 г/см3, 1423К, 2 часа. : 'Разработанные новые окономнолегированш'е материалы*на основе железа имеют достаточно высокие механические свойства при условии ; безокислительного спекания.

В четвертом разделе приведены результаты термодинамических расчетов влияния глмперат.уры и исходного состава эндогаза (0,1 ... 0,4# Н20, 0 ... 1,9« СН4, 20,0«<С02 V СО), 40,0« Н2, остальное - ) на восстановительно-окислителы..лЯ потенциал системы и равновесное содержание углерода ваустените, легированном хромом, никелем и медью. ■ Построены диаграммы зависимости -равновесного содержания углерода в нелегированном и леГ'-^ованном аустените при температурах спекания прессовок 1400...1450 К от состава исходного газа и концентрации легирующих элементов в аустените.

Увеличение концентрации СО (при постоянном содержании СО^ и СО, равном 20,СЙ) и СН4 в исходном эндогазе повышает равновесное содержание углерода в аустените. Увлажнение исходного газа и повышение температуры спекания прессовок приводят к снижению равновесной концентрации углерода в спеченных материалах (рис.2),

ю /гк Ясс !<??

7 * ■

Рис.2. Влияние температуры и концентрации Н^О в эидогяэе, содержащем в исходном состоянии 19,0?>с0, 2,СЙ С0г, 1,-ОЯ СН4, 40,ог н2о, остальное , на равловесное содержание углерода в аустените, легированном 1,0% ¿'V , 0,£$ и 3.0$ & .

Из.учено влияние концентраций Сг , ¡^1 и С* на равновесное содержание углерода в слокнолегироттнном аустените при его тепловой обработке и эндогазе: введение меди и никеля незначительно снижает, добавки хрома увеличивают количество углерода в спеченном материале. Совместное влияние добавок хрома и меди на равновесную концентрацию углерода в аустените, содержащем 0,8% никеля, показано на пространственной изотермической диаграмме (рис.3).

/у л 7"тГ* ссХ!>*0С

Рис.3. Влияние концентраций С/-> и С* на равновесное содержание углерода в а.усгенитг, легированном 0,8$ при 1450 К.

Экдогаз всех исследованных составов является восстановительным по отношению к оксидам железа, никеля, меди и 'окислительным по отношению к металлическому хрому. Однако, как показали расчеты, вследствие низкого содержания хрома (до 7,ОЙ) в изучаемых материалах его активность составляет 0,10 ...0,14

в .этом случае, окисление хрома, растворенного в железе прсисхядить не будет. Эндсгаз может быть применен для получения спечеге-пх изделий "из экономнолегироЕанных материалов с заданным содержанием углерода и неокисленной поверхностью.

В пятом разделе показано промышленное опробование разработанных экономнолегированных сталей нового состава, проведенное на Кировском заводе по изготовление изделий из металлических порошков, приведена технология и экономичность их производства и использование.

Для промышленного производства изделий из новых материалов были выбраны сантехнические контргайки С 1/2"; С 3/4"; С I"; С I 1/4" и отъемные лабиринты 4 УПК 600.00.002; 4 УПК 900.00.001; 4 УПК 600.00.002 ; 4 УПК 900.00.002, техническим требования к которым материалы удовлетворяют.

Разработанные технологические схемы получения новых экономнолегированных сталей позволили перейти к получению опытно-промышленной партии конструкционных порошковых изделий из них в условиях реального производства, а затем, создать промышленное производство конструкционных изделий из этих материалов.

Тетхнологические схемы производства конструкционных изделий из новых экономнолегированных порошковых сталей, легированных хромом, хромом и фосфором, хромом, фосфором и никелем были разработаны с использованием полученных экспериментальных данных и включали следующие операции:

- подготовку исходного сырья;

- приготовление и смешивание шихты;

- прессование изделий;

- спекание изделий;

- констроль прочностных характеристик:

- упаковку.

В качестве исходного сырья были использованы следующие материалы:

1. Железный порошок ПЖР 3.200, выпускаемый Броварским заводом порошковой металлургии.

2. Феррохром марки ФХ800 по ГОСТ 4757-79.

3. *еррофоофор ФР1702 или 5Р1701 по ТУ 14-^-72-80.

4. Оксид никеля черный без кобальта по ТУ 6-09-02-274-88.

5. Графит карандашный ГК-1, ГК-2 или ГК-3 по ГОСТ 4404-78.

6. Медный порошок (ЫС-Т по ГОСТ 4960-75.

7. Стеорат цинкэ по ТУ 6-09-17-262-08.

Куски феррохрома и феррофосфора последовательно измельчали

и исковой дробилке С-162Б, молотковой дробилке СМА-14'--, шаровой мельнице СВМ—40, затем отсеивали на вибросите СВ-^-О-5.

Смеаивание шихты производили в смесителях СМ 500, Эй 400, СМ 100. Прессование изделий осуществляли на крессах серии КБ, ДБ о давлением 700 МПа, спекание в конвейерных печах модели СКЗ-6.95.1,2/11,5-И1 при температуре 1423 К в среде эндогаза, имеющего точку росы 263 К.

Физико-иеганическиё и технологические свойства гаек сантехнических были испытаны в производственных условиях Харькове.,-ого Ш "Спецмодаажконструкция" и Ыосковского СО "Сантехконтак", отъем-гаг*'лабарантов - в условиях Друтковского ма!линостроительного завода, а также на Юровском заводе по изготовлению изделий из металлических пороахов с использованием сконструированного автором диссертационной работы устройства для радиального растяжения гаек внедрением конуса.

Прочностные свойства изделий из разработанных материалов, изготавливаемых с использованием в качестве основы железного по-ролка ПНР 3.200 были несколько вине, чем для сталей того же состава с примеке ¡ем пороака ЕЕ451 и оказались значительно визе, чем для стала СШСЩЗ-2.

Обрабатываемость разработанных экономнолегированних сталей оказалась удовлетворительной, оцнако несколько хуже, чем .для порошковых сталсй» легированных только медью. Износостойкость новых материалов примерно в 4 раза выше, чем литой стали 45.

0СГОВШ2 РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

Главным итогом диссертационной работы явилась разработка и внедрение в производство новых экономколегированных поропжевх'х материалов ка основе железа. В процессе разработки выполнен комплекс теоретических н экспериментальных исследований, основга/м результате?-? которых квляптся с.тсдудциг:

I. С применением териогравих:етрии исследовали фазовые превращения при нагреве порошковых прессовок на основе железа с добавками до: 0,5"5 графхта, 3% ферротро'-а, 3% меди, о< фвррофсс'>о-ра. Путем сравнения термографы для бинарных смесей типа "яелезо-компонент" и сложных смесей установлено и подтверждено расчетом.

что при спекании- материалов указанного состава прямые контакты частиц разлагающегося при низких температурах феррофосфора и плавящейся меди практически отсутствуют.

2. Методами металлографического,микрорентгеноспектрального ■ и рентгеноструктурного анализа из,учены структуры порошковых сталей ЖГрО.З.. .0,5 ВДЗПО,45, ЖГрО.З... 0,5!Ю,45110,0.

Показано:

• - при нагреве образцов выше температуры плавления меди последняя равномерно распределяется по объему прессовки;

- легирование сталей феррофосфором и окисью никеля активирует спекание;

- в сталях указанного состава наблюдается сегрегация оксидов кремния,алюминия,сложных алюмосиликатов в поры,сопровождающаяся рафинированием границ зерен;

- растворение хрома способствует измельчение хромеодержшгих материалов и легирование стали медью, углерод препятствует даффузт хрома в железе;

- приповерхностные слои частиц железа легированы больше, чем середина.что говорит о преобладании механизма поверхностной диффузии над объемной.

3. На основании результатов исследования структур сталей-

к фазовых превращений при их нагреве рассмотрен механизм массооб-менных прессов при спекании экокошрлегированных медь-фосфор -хромистых порошковых .материалов.Отмечено положительное влияние меди и фосфора на прочностные характеристики материала,в силу хороиего сцепления частиц между собой через медь-фосфорную прослойку.

4. Изучено влияние добавок смазок,пластичных и жестких компонентов и изменение плотности брикетов.Разработана методика,

с использованием которой можно ориентировочно рассчитывать плотное прос_оьок различного состава.

5. Опонеиты мэханические свойства (временное сопрожзление материала при растяжении,относительное удлинение, твердость^

э к он омнолетированных порошковых материалов различного химического состава,плотности, с различным временем и средой спекания.

Результаты обработаны на ЭВМ и получены уравнения, пригодные для прогнозирования свойств экомомнолетированных медь-фосфор -хромистых порошковых сталей. Анализ покачал:

- с ростом содержания углерода прочность материала увеличивается, однако снижается пластичность;

- повышение количества введенного- хрсма ведет к росту прочности и твердости изделий,з То время как относительное удлинение расчет до содержания хрома в металле,не превышающих I'*;

- наблюдается рост величины временного сопротивления матриала при растяжении до содержаний фосфора 0,45"'.

На основании выполненного анализа сделан вывод о'целесообразности ввода углерода в экономнолегирс анные конструкционные порошковые материалы на основе железа до 0,5?, хрома до 1?, меди до -3?, фосфора до 0,45?,.Никель / в в"де оксида<//¿¿0$ / может вводиться в стали до 0,ОХ. Также материалы,спеченные в среде эндегаза оптимального состава в течение 2 кс при температуре 1423 К, имеют fe до 400 КПа, J1 - до 2", ИВ - до 1800 !,'Па.

6. D целях выбора оптимальных составов газсвих сред для '.спекания экоиомнолегированных материалов выполнены термодинамические расчеты влияния температуры и исходного состава эндогаза •

( 0,1 ... 0,4 Н20, 0... 1,53 СН4, 20,0?, (СО, +СО), 40? И2, остальное ¡¡Mz ) на равновесное содержанке углерода в сложнолегирован-ном аустените и восстановительно-йк..сли?еяьной потенциал системы..

Установлено:

- увеличение концентраций СО ( при постоянной суше-(С02 + СО' а 20?>% и СН4 в исходном газе превышает равновесную концентрации углерода в спеченных материалах;

- веод в аустенит никеля и меди снижает,а хрома повышает равновесное содержание углерода в аустените;

- в исследованной области температур и составоа экоиомнолеги-Fчванных материалов применение энлогаза позволяет получать качественные спеченные изделия с заданным содержанием углерода и неокисленной поверхностью.

7. На основании выполненных исследований разработана технологическая схема получения изделий из новых экономнолегированных материалов.установлены оптимальные параметры технологического процесса: - . •

- гранулометрический состав исходных материалов (железный порошок крупности менее 160 мкм.поропки феррохрома ФХ800А и феррофосфора ФР1702 крупностью менее 71 мкм, медь !й!С-1 и оксид никеля черного без кобальта - в состоянии поставки);

- режимы смешивания шихтьг (время смеяивания в смесителях СМ100 и С,',500 3,0 кс, в смесителе ЗШ400 - 1,0 кс";

- удельное давление преесовекйя (700 МПа"*;

- температурный режим спекания по зонам (максимальная температура спекания 1423 К);

- оптимальный состав защитного газа.

8. Ожидаемый экономический эффект от внедрения разработанной технологии составит 237676,89 руб.( в ценах на 30.03.91 г.)

Основные результаты диссертации отстранены в работах:

1. Исследование свойств порошковых сталей из нового порошкового материала для изделий с повышенными прочностным характеристиками / С.М.Романов, П.Н.Острик, Л.Н.Ковзик и др./ Прим..нение методов порошковой металлургии для изготовления деталей и инструмента: Тез.докл.Всесоюзн.н.-т. конф. - Ереван, 1990. - С.43.

2. Программа и методика произведения испытаний прочностных характеристик изделий кольцеобразной формы, в частности, контрга! / С.М.Романов, П.Н.Острик, А.Г.Цирхин и др.// Там же. - С.58.

3. Влияние состава порошковых смесей на основе железа на чх уплотняемость / С.М.Романов, П.Н.Острик., А. Н.Ковзик и др.// Сизика и механика пластических деформаций пороговых материалов: Тез.докл.Респуьлик.семинара . - Лугано.,1991.- С.18