автореферат диссертации по металлургии, 05.16.06, диссертация на тему:Разработка технологии производства порошковых биметаллических материалов с износостойким рабочим слоем

На правах рукописи

Ефимов Артём Дмитриевич

/ /

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ПОРОШКОВЫХ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ С ИЗНОСОСТОЙКИМ

РАБОЧИМ СЛОЕМ

05.16.06 - «Порошковая металлургия и композиционные материалы»

1 6 ДЕК 2010

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Новочеркасск - 2010

004617817

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)»

Научный руководитель: доктор технический наук, профессор

Гасанов Бадрудин Гасанович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Кем Александр Юрьевич кандидат технический наук, доцент Егоров Николай Яковлевич

Ведущая организация: Волгоградский государственный

технический университет

Защита состоится 24 декабря 2010 г. на заседании диссертационного совета Д 212.304.09 при государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)» в 107 ауд. главного корпуса по адресу:

346428, Ростовская область, г. Новочеркасск, ул .Просвещения, 132.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Южно-Российского государственного технического университета (Новочеркасского политехнического института).

Автореферат разослан 2010 г.

Ученый секретарь Диссертационного совета,

к.т.н., доцент Устименко В. И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Темпы научно-технического прогресса во многом определяются не только свойствами используемых и вновь создаваемых машин и механизмов, но и реализацией новых материалов и инновационных технологий. Создание техники, способной работать в экстремальных условиях, требует разработки новых надежных материалов, отвечающих высоким, порой, казалось бы, взаимопротиворечащим требованиям. Поэтому в последние годы интенсивно развиваются исследования в области создания биметаллических и многослойных порошковых материалов различного функционального назначения. Это обусловлено тем, что технология порошковой металлургии имеет ряд преимуществ по сравнению с традиционными методами изготовления слоистых материалов, в частности, позволяет варьировать в широких пределах состав и свойства деталей. Кроме того, методы порошковой металлургии позволяют экономить дорогостоящие стали и сплавы, за счет производства изделий, основной слой которых выполнен из менее дорогих порошков железа, а рабочий - из смеси с высоким содержанием карбидов, боридов, нитридов и других соединений.

Наиболее перспективными методами изготовления порошковых биметаллических изделий являются те, при которых слоистая заготовка формируется в процессе холодного прессования. Несмотря на расширение в последнее время применения спеченных биметаллических материалов, а также на увеличение количества публикаций в области теории и технологии производства многослойных ПМ, существуют определенные трудности, связанные с формированием заданной структуры легированного слоя и переходной зоны, в том числе появление при спекании межслойной пористости, а также обеспечением требуемого уровня механических, эксплуатационных и технологических свойств. Это связано с тем, что большинство работ посвящено исследованию технологии производства спеченных изделий, в которых изучается влияние вида и количества легирующих добавок, а также технологических параметров и режимов термомеханической обработки. Не достаточно исследована кинетика диффузионных процессов, определяющая структуру и свойства изделия, при изотермическом и неизотермическом спекании заготовок. Мало изучено влияние добавок ферросплавов, сродных легирующим соединениям, а также температурно-временных характеристик нагрева ТВЧ и последующей термической обработки на процессы структурообразования и свойства биметаллических и многослойных порошковых материалов.

Работа выполнена на кафедре «Автомобильный транспорт и организация дорожного движения» Южно-Российского государственного технического университета (Новочеркасского политехнического института) в соответствии с единым заказ-нарядом по заданию Федерального агентства по образо-

ванию на 2005-2010 гг. (1.8.05 «Разработка теоретических основ формирования перспективных функциональных материалов»).

Цель и задачи исследования. Целью работы является разработка энергосберегающей технологии получения биметаллических материалов и изделий с прогнозируемыми механическими и эксплуатационными свойствами износостойкого слоя при использовании двухступенчатого спекания.

Для реализации поставленной цели решались следующие задачи:

1. Исследование кинетики диффузии компонентов и процессов струк-турообразования биметаллических материалов при изотермическом и неизотермическом процессах спекания.

2. Разработка способа расчетного определения технологических параметров двухступенчатого спекания.

3. Исследование влияния состава и количества вводимых в рабочий слой легирующих добавок, пористости, гранулометрического состава шихты на свойства биметаллических материалов с износостойким слоем.

4. Исследование влияния параметров высокочастотного нагрева на второй ступени спекания на свойства биметаллических материалов.

5. Разработка технологии и составление рекомендаций по практическому применению двухступенчатого спекания для производства биметаллических изделий с износостойким рабочим слоем.

Научная новизна.

1. Составлены феноменологические уравнения диффузии компонентов в гетерогенных сплавах, отличающиеся от известных тем, что впервые учтено влияние градиента температуры на плотность и скорость диффузионных потоков в пористых системах. Это позволило рассчитать эффективные коэффициенты диффузии, концентрацию компонентов в переходных зонах межчастичных контактов и частиц порошков железа и карбида хрома, определить параметры высокочастотного нагрева износрстойкого слоя спеченных на первой стадии заготовок.

2. Теоретически и экспериментально доказана эффективность новой технологии получения биметаллических изделий с заданными свойствами, отличающейся от известных тем, что на первой стадии печного изотермического спекания формируется структура основы изделия, а на второй стадии -при нагреве спеченной заготовки токами высокой частоты протекает контролируемый диффузионный массоперенос и структурные превращения только в наружном (износостойком) слое.

3, Впервые выявлено, что при циклическом термическом воздействии нагревом токами высокой частоты активируется массоперенос хрома из частиц карбида и феррохрома в частицы железа, что позволяет регулировать его концентрацию в у-железе и обеспечить после закалки аустенитно-мартенситную структуру, с требуемым уровнем свойств износостойкого слоя.

Практическая значимость.

1. Экспериментально установлено, что добавление в шихту рабочего слоя, полученную из порошков железа и карбида хрома, порошка высокоуглеродистого феррохрома порядка 22-24% (масс.), приводит к формированию гетерогенной структуры с равномерно распределенными частицами карбидов в прочной и вязкой матрице, состоящей из мелкодисперсных выделений мартенсита в аустените, и улучшению механических и эксплуатационных свойств биметаллического материала.

2. На основе выявленных закономерностей формирования структуры и свойств биметаллических материалов, полученных двухступенчатым спеканием цельнопрессованных заготовок, предложена инновационная технология изготовления износостойких деталей с повышенной стойкостью против абразивного износа и вязкой нелегированной сердцевиной из порошков железа.

3. Разработанная технология позволяет совместить спекание на второй стадии и нагрев под закалку, снизить расход легирующих добавок, так как корпус деталей изготовляется из порошка железа, а рабочий слой из смеси порошков, что снижает себестоимость производства изделий при достижении требуемых механических и эксплуатационных свойств.

4. Разработана принципиальная конструктивная схема установки для высокотемпературного спекания ТВЧ тянущих роликов рубочных станков, позволяющая производить термообработку погружением в охлаждающую жидкость непосредственно с температуры нагрева после второй стадии спекания.

Автор защищает научно и экспериментально обоснованную новую технологию получения биметаллических материалов с износостойким рабочим слоем, основной слой которых изготовлен из недорогих порошков железа, а рабочий легирован карбидом хрома и феррохромом. Теоретически и экспериментально обоснованные положения о механизме струкгурообразо-вания в рабочем слое и межслойных границах, а также влиянии технологических факторов на свойства износостойких биметаллических изделий.

Апробация работы. Основное содержание работы опубликовано в 8 статьях и тезисах, а также по теме диссертации получен патент на полезную модель и положительное решение о выдаче патента по заявке на изобретение.

Результаты работы были доложены и обсуждены на следующих Международных конференциях: V Международная конференция «Новые перспективные материалы и технологии их получения (НПМ) - 2010». 14-16 сентября 2010 г. г. Волгоград, Россия; Международная научно-практическая конференция «Прогресс транспортных средств и систем — 2009». 13-15 октября 2009 г. г. Волпнрад, Россия; а также ежегодных научно-технических конференциях Южно-Российского государственного технического университета (Новочеркасского политехнического института): Студенческая весна 2008, 2009 и 2010; 59-й научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава, научных работников, аспирантов и молодых ученых вузов Ростовской области.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, изложена на 157 страницах, включая 57 рисунков, 12 таблиц, список литературы из 113 наименований и приложения на 2 страницах.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении в краткой форме обоснована актуальность поставленной научно-технической проблемы, приведены основные результаты по ее решению с указанием новизны положений, защищаемых автором и практической ценности диссертационной работы.

В первой главе выполнен анализ результатов исследований структу-рообразования и технологии получения износостойких и многослойных материалов, проведённых за последние 15-20 лет. Он показывает, что проблема повышения механических и эксплуатационных свойств этих материалов, а также снижения себестоимости их изготовления далеко не полностью решена в теоретическом и практическом отношениях. Наиболее актуальны исследования по разработке технологии производства износостойких материалов легированных карбидом хрома, комплексно карбидом хрома и феррохромом и карбидом бора и феррохромом, отличающихся высоким уровнем требуемых свойств при относительно невысокой стоимости изготовления. Рассмотрены и проанализированы особенности и пути интенсификации индукционного нагрева спеченных материалов, применение которого позволит значительно сократить продолжительность технологических процессов изготовления изделий. На основании этих и других задач и трудностей, возникающих при разработке технологии получения износостойких биметаллических материалов, сформулированы цели и задачи диссертационной работы.

Во второй главе представлена характеристика используемых порошковых материалов, технологического и исследовательского оборудования, методики проведения экспериментов и определения свойств изделий.

В качестве основных материалов для изготовления исследуемых образцов использовали железный порошок марки ПЖВ 3.160.26 (ГОСТ 9849-86), порошок карбида хрома (ГОСТ 9586-84), карбида бора (ГОСТ 9668-85) и высокоуглеродистого феррохрома (ГОСТ 4557-91), стеарат цинка марки С (ТУ 6-09-17-316-96). Основной слой биметаллического материала выполнен из порошка железа, а рабочий - из смеси порошков железа с карбидами и феррохромом. Технология изготовления образцов в виде биметаллических колец с наружным диаметром 70 мм, высотой 10 мм, внутренним диаметром 40 мм и толщиной рабочего слоя 3 мм включала статическое холодное прессование в стальных пресс-формах на гидравлическом прессе ПГ-125, спекание в камерной печи в среде диссоциированного аммиака при температуре 1150-1180°С в течение 2 часов, высокотемпературное спекание наружного слоя ТВЧ на лабораторной установке в интервале 1250-1400°С в течение 10-40 с последующей закалкой в охлаждающей жидкости.

В работе использовались классические методики исследования макро-и микроструктуры, электрономикроскопического и микрорентгеноспек-трального анализа, рентгеновского качественного и количественного фазового анализа, определения твердости, микротвердости, предела прочности при радиальном сжатии и стойкости при абразивном износе. Для повышения достоверности экспериментальных данных использовались общепринятые методы статистической обработки.

В третьей главе показаны особенности феноменологического описания диффузионных процессов в гетерогенных системах и результаты исследования кинетики диффузии при двухступенчатом спекании в межслойных и межчастичных границах биметаллического материала, рабочий слой которого изготовлен из смеси порошков Ре-(Сг,Ре)7Сз-Сг7Сз.

Известно, что плотность диффузионного потока 1-го компонента в многокомпонентной пористой системе Jl определяется величиной градиента химического потенциала V//,. Изменение химического потенциала обусловлено вариациями состава шихты порошкового материала, давления и температуры

- Чи =У —Чс +—УУ + —УТ- При высокочастотном нагреве спеченных за-

^ 1 ер зг

готовок на второй стадии спекания в рабочем слое, выделяется больше тепла, чем в основе материала, что способствует появлению некомпенсированного потока атомов из последней в направлении переходной зоны. На первой же стадии спекания влияние термодинамической силы, связанной с наличием градиента температуры, в виду изотермичности процесса можно не учитывать.

Для изотермического процесса спекания пористых гетерогенных систем плотность диффузионного потока и скорость диффузии соответственно равны:

сЬ"

' 1/ч I 1 л. ¿2с ' л

<2

О)

На основе анализа публикаций установлено, что градиент температуры по сечению слоистых изделий при высокочастотном нагреве определяется энтальпией ¡-го компонента А,, его температуропроводностью а,, геометрическими размерами заготовки г, и глубиной нагрева г,.

Используя известные положения, результаты анализа выполненных исследований и теоретических изысканий были получены выражения для оценки плотности и скорости диффузионного потока в пористых материалах при высокотемпературном нагреве ТВЧ:

-5.7-я "-''-ОМ

а

Г =--

V"

ск"

а

■ Шу

&, дс, I )

V 4 '

(2)

где Д-химический коэффициент объемной диффузии ¡-го компонента; £„ - кинетические коэффициенты диффузии в многокомпонентной системе; /

п, = А -1 - энтальпия 1-го компонента. 01

В процессе исследования диффузионного массопереноса в трехкомпо-нентной пористой системе Ре-(Сг,Ре)7С3-Сг7Сз составлены феноменологические уравнения, позволяющие определить плотность и скорость диффузионного потока компонентов в зоне контакта разнородных частиц, имеющие следующий вид -

при изотермическом спекании (первая стадия):

J.=-

~ дс, ~ дс, А.—а1+Д,—— а, +

2 1 1

— +—+—

Л„ Л. Я

й ох

~ сЬ, ~ дс, Ц, —- а, + д. —— а. +

при высокотемпературном спекании нагревом ТВЧ (вторая стадия)

. (кТ)~г У2*)

0-е.)

,2 11

+ —+—+—

Л/, К, К)

О-«,)

(3)

(4)

_ а/, а ~ &'

• —(Их

-5.74 -^-0,084

к к Ц, — о»+Ц. —— + ' ¿к я*

(1-а,)-

(6)

где 1, J и п — компоненты пористой гетерогенной системы; т, - масса атома 1-

го компонента; 1У и £>л - коэффициенты объемной и поверхностной диффу-,0-0„

зии компонентов; аг4=0~-—, 0 и 0„ -текущая и начальная относи-

1 — &„

тельная плотность материала; V" - атомный объем ¡-го компонента; ¿-постоянная Больцмана; я* ^^-Г0-0" ^-радиус кривизны пор в зоне межчастич-

Н /

ных контактов ; Д, и - соответственно диагональные и недиагональные коэффициенты Онзагера.

На основе уравнений (1-6) предложена формула для расчета коэффициентов взаимной диффузии Ъп в гетерогенных пористых системах при нагреве рабочего слоя биметаллического материала токами высокой частоты:

+ Ь1с1с)ак

■И"

(7)

Поскольку в литературных источниках не приведены величины коэффициентов поверхностной диффузии компонентов (£>;'), то в работе выполнены теоретические исследования, на основании которых получены математически обоснованные выражения, позволяющие определить коэффициент поверхностной диффузии на каждой стадии спекания следующего вида-

Ъ.ктА-^-а}

при изотермическом процессе: в' =---^-Ц ; (8)

ах,

при неизотермическом процессе: д- =_(д ^ + I-П-(9)

с,а,С,"2 ' к;2

где б = с,б, +с,б/, £>' = с, с, (О/ + £> ^) - эффективный коэффициент термодиффузии.

На основании данных рентгеноспектрального анализа были построены концентрационные кривые распределения хрома и железа в межслойных границах биметаллических образцов после одно- и двухступенчатого спекания и определены коэффициенты поверхностной взаимодиффузии атомов хрома и железа. На первой стадии спекания получили, что £>¿',1 » 2,03 -10"3 м2/с,

О,;, » 29,5 -КГ2 м2/с, а на второй - 0'У2 «7,45• 104м2/с, « 2,6■ 105 м2/с. Рассчитаны коэффициенты взаимной диффузии атомов хрома и железа на первой и второй стадиях спекания, которые соответственно равны £>„„ = 1,02 м/с2, Д,„ =7,4-104 м/с2. Эти данные показывают, что применение высокотемпературного нагрева на второй стадии спекания позволяет добиться увеличения как Д', так и £>„, на несколько порядков, а, следовательно, и равномерности распределения легирующих элементов по толщине рабочего слоя и переходной зоны. Эти доводы подтверждаются и данными микроструктурного анализа (рис. 1). Из рисунка 1 видно, что после высокотемпературного спекания индукционным нагревом с выдержкой 20 с, в отличие от структуры слоя после изотермического спекания, где видны крупные частицы Сг7С3 (рис. 1, а), карбиды хрома в наружном слое образцов измельчаются и более равномерно распределены, их границы размыты (рис. 1, б). Образующийся при диссоциации карбидных частиц углерод растворяется в железе, способствуя стабилизации у-области, противоположно действию атомов хрома, стабилизирующих а-фазу. Насыщение железа углеродом и хромом повышает устойчивость аустенита и снижает критическую скорость закалки, поэтому ее целесообразно проводить непосредственно после второй стадии спекания.

По формулам (1-5) рассчитаны параметры высокочастотного нагрева на второй стадии спекания, позволяющие получить заданную концентрацию атомов хрома в межчастичных и межслойных границах при определенной толщине износостойкого слоя.

Результаты выполненных теоретических и экспериментальных исследований имеют высокое практическое значение при определении технологических параметров изготовления порошковых биметаллических изделий с заданными свойствами.

В четвертой главе изложены результаты исследования структуры и свойств биметаллических материалов с износостойким рабочим слоем, полученных двухступенчатым спеканием.

Большое значение для повышения механических и эксплуатационных свойств биметаллического материала имеет состав и количество легирующих добавок в шихте рабочего слоя. В результате исследований установлено, что наилучшим сочетанием свойств твердости, прочности и коэффициента относительной износостойкости е (в качестве эталона использована сталь ШХ-15 твердостью 58-60 ШС) обладают материалы, легированные Сг7С3+ФХ-650. Установлено, что введение в шихту легирующих добавок более 35-40% приводит к снижению твердости и износостойкости образцов (рис. 2), что обусловлено возрастанием количества остаточного аустенита в структуре рабочего слоя и переходной зоны. Кроме того, добавление порошка высокоуглеродистого феррохрома позволяет значительно снизить расход более дорого

а)х100 б)х100

Рис. 1. Микроструктуры межслойных границ и рабочего слоя порошкового биметаллического материала после спекания на первой стадии (Т=1180°С, г=2 ч (а)) и двухступенчатого спекания ТВЧ наружного слоя при Т=1350°С,

1=20 с (б)

материала - карбида хрома и уменьшить себестоимость изделий, при сохранении требуемого уровня свойств.

Для оптимизации режимов высокотемпературного нагрева заготовок было-исследовано влияние скорости, температуры нагрева и времени спекания на второй стадии на структуру и свойства материала. На основе экспериментальных данных установлено, что с повышением температуры нагрева и времени выдержки количество остаточных карбидных частиц в объеме рабочего слоя материала снижается (рис. 3, а). Твердость (рис. 3, б) и износостойкость (рис. 3, в) образцов возрастают до температуры нагрева 1350°С при выдержке 20-30 с, дальнейшее повышение температуры приводит к уменьшению их величин. Прочность материала при радиальном сжатии (рис. 3, г)

■ ' ' »

10 15 20 2? ФХ-6«0.«<

а)

21гь<:г.<:\ н-.лч.с,

п || .......»_____

10 1.5

б)

Рис. 2. Изменение твердости (а) и коэффициента относительной износостойкости (б) после двухступенчатого спекания биметаллических образцов в зависимости от химического состава рабочего слоя

Рис. 3. Влияние температуры нагрева на второй стадии спекания на свойства биметаллических материалов: 1 - выдержка 20 с; 2 — 30 с; 3 - 40 с.

принимает максимальные значения при температуре нагрева 1350°С и выдержке 30 с. Увеличение температуры нагрева до 1400°С и времени спекания до 40 с приводит к снижению твердости, износостойкости и прочности образцов. Это объясняется улучшением условий взаимного контакта частиц, за счет интенсификации процессов растворения карбидов с повышением тем-пературынагрева, что также подтверждается результатами металлографического анализа (рис. 4). Длительная выдержка материала (40 с и более) при температуре 1350-1400°С приводит к практически полному растворению карбидных частиц в аустените. Однако твердость образцов и коэффициент относительной износостойкости в этом случае несколько ниже, чем при выдержке 30 с. Очевидно, подобный результат обусловлен повышением остаточного аустенита после закалки за счет пересыщения у-раствора рабочего слоя диффундирующими атомами хрома. Также установлено, что максимальная износостойкость материала, а, следовательно, и требуемая структура получаются в интервале скорости нагрева 450-500°С/с. Эти значения унагр оказываются достаточными для завершения необходимых диффузионных процессов. Нагрев с более высокими скоростями приводит к росту термических напряжений и ухудшению структуры получаемых материалов.

а) Т=1250°С, 1=30 с б) Т=1350°С, 1=30 с в) Т=1400°С, 1=30 с

Рис. 4. Микроструктура образцов после закалки, полученных при различных режимах спекания ТВЧ на второй стадии

Полученные результаты позволили, используя метод многофакторного планирования экспериментов, построить адекватное уравнение регрессии для определения е и установить, что наибольшей износостойкостью обладает биметаллический материал, шихта рабочего слоя которого легирована 17% Сг7Сз+23%ФХ-650, и спеченный на второй стадии при температуре 1370°С в течение 28 с.

Микроструктурный, рентгеноструктурный и рентгенофазовый анализы показали, что в рабочем слое биметаллических образцов, полученных по оптимальному режиму, наряду с мартенситом и сложными карбидами присут-

ствует остаточный аустенит (рис. 5). В переходной зоне биметаллического материала также присутствуют карбидные частицы, мартенсит, аустенит и а-железо, а основной слой представляет собой кубическую фазу железа (a-Fe) с параметром решетки а=2,905 Á. Таким структурным сочетанием обусловлены высокие механические, эксплуатационные и технологические свойства биметаллических изделий, полученных по технологии двухступенчатого спекания. При этом значительно снижается себестоимость изготовления изделий.

В пятой главе представлены рекомендации по промышленной реализации результатов выполненных исследований. Проведен обзор по выбору изделий, которые целесообразно изготавливать по новой технологии. Уста-

Г°"

м1 ы. i I il i. I), i |пЫ , il 111 i! i . 11И i I i i 1 и . > <1

I I ......Ii , .

,1 I lili il,i.l и

а) б)

Рис. 5. Микроструктура (а) и дифрактограмма (б) рабочего слоя биметаллического материала оптимального состава после двухступенчатого спекания

новлено, что данная технология может применяться для получения конструкционных, износостойких, жаропрочных и жаростойких деталей, инструмента и материалов специального назначения, в частности, тянущих роликов рубочных станков и прессов, применяемых в процессе изготовления электродов, которые работают в условиях интенсивного абразивного износа. Предложена технологическая схема процесса изготовления тянущего ролика рубочного станка 20РЗ-088, которая включает следующие операции:

1. Приготовление шихты основы (порошок железа) и рабочего слоя (17% карбида хрома, 23% углеродистого феррохрома, остальное - железный порошок). Учитывая конструктивные особенности и условия работы тянущего ролика, толщина износостойкого слоя должна быть 3-5 мм.

2. Засыпка шихты основы и рабочего слоя в специальную пресс-форму и прессование под давлением 450-550МПа.

3. Спекание биметаллических прессовок в камерной печи в среде диссоциированного аммиака при температуре 1180-1200°С в течение 2 часов.

4. Механическая обработка спеченной детали (при необходимости).

5. Высокотемпературное спекание рабочего слоя деталей токами высокой частоты ( / = 8000 Гц; АР =1,1 кВт/см2, напряжение на индукторе 90 В) при температуре 1370°С в течение 28 с.

6. Закалка рабочего слоя детали от температуры нагрева на второй стадии спекания в воду.

Для реализации технологического процесса изготовления тянущих роликов в промышленности спроектирована установка для высокотемпературного спекания ТВЧ и закалки.

Полученные экспериментальные данные свидетельствуют, что эксплуатационная надежность биметаллических тянущих роликов рубочного станка, изготовленных по технологии двухступенчатого спекания, в проектных расчетах должна быть больше в несколько раз, чем у используемых в настоящее время. При этом расчетная экономия от снижения себестоимости изготовления тянущих роликов рубочных станков 20РЗ-088 по разработанной технологии в год составит более 200000 руб.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Составлены феноменологические уравнения диффузии компонентов в пористых трехкомпонентных гетерогенных системах, учитывающие влияние градиента температуры, давления и концентрации на механизм диффузионного массопереноса при печном (изотермическом) спекании и нагревом токами высокой частоты спеченных изделий.

2. Получены теоретически и экспериментально обоснованные выражения, характеризующие кинетику диффузионных процессов при двухступенчатом спекании пористых трехкомпонентных систем и показаны их принципиальные отличия для первой и второй стадий. Определены приближенные значения парциальных коэффициентов диффузии, коэффициентов поверхностной диффузии, а также коэффициентов взаимной диффузии в системе Сг-Бе, построены расчетным методом концентрационные кривые распределения хрома в межчастичных контактах карбидов и железа, рассчитаны параметры спекания износостойкого слоя биметаллических изделий нагревом токами высокой частоты.

3. Экспериментально и теоретически обоснована эффективность реализации новой энергосберегающей технологии с двухступенчатым спеканием биметаллических изделий, позволяющей на первой стадии печного (изотермического) спекания формировать структуру основы биметаллических изделий, а на второй — активизировать диффузионные процессы только в износостойком слое, обеспечить заданную структуру и прогнозируемые свойства материала слоя, исключить появление зон с высокой пористостью на меж-слойных границах, характерных для порошковых материалов, легированных карбидами хрома, молибдена и других переходных металлов.

4. Исследовано влияние содержания карбида хрома СГ7С3, карбида бора В4С и высокоуглеродистого феррохрома ФХ-650 в рабочем слое на процесс структурообразования и свойства биметаллических материалов, изготовленных по технологии двухступенчатого спекания. Установлено, что наиболее эффективным является легирование добавкой в шихту рабочего слоя смеси порошков 17%Сг7С3+23%ФХ-650+60%Ре.

5. Введение в шихту рабочего слоя смеси порошков Сг7С3 и ФХ-650 повышает однородность распределения хрома при двухступенчатом спекании заготовок и снижает себестоимость изготовления изделий. Установлено, что мелкие фракции Сг7С3 (-50 мкм) практически полностью растворяются в процессе двухступенчатого спекания, в то время как крупные фракции (+100 +160 мкм) измельчаются, но сохраняются в структуре. Для создания износостойкого материала целесообразно использовать как мелкие (-50 мкм), так и крупные (-200 +50 мкм) фракции легирующих соединений.

6. Выявлены закономерности структурообразования и влияния режимов высокочастотного нагрева на второй стадии спекания на механические и эксплуатационные свойства биметаллических материалов с износостойким рабочим слоем. Установлено, что при спекании нагревом ТВЧ содержание хрома в частицах железа составляет 12%, что обеспечивает формирование вязкой и прочной матрицы с равномерно распределенными по объему дисперсными частицами карбида хрома.

7. Оптимизированы состав и температурно-временной режим высокотемпературного спекания с последующей закалкой, обеспечившие получение биметаллического материала с высокой твердостью и износостойкостью рабочего слоя. Установлено, что наилучшим сочетанием свойств прочности и износостойкости обладают изделия, рабочий слой которых легирован 17% Сг7Сз+23%ФХ-650, и спеченные ТВЧ в течение 28 с при температуре 1370°С, нагретые со скоростью 450°С/с.

8. Исследованы структура и фазовый состав легированного слоя, переходной зоны и основы биметаллического материала оптимального состава. Показано, что рабочий слой имеет структуру твердого раствора Cr в Fe с частицами сложных карбидов и остаточным аустенитом, а мягкая и пластичная основа представлена ферритной структурой.

9. Теоретически и экспериментально обосновано, что при циклическом высокочастотном нагреве ускоряется диссоциация карбидов хрома и активируется массоперенос на межчастичных контактах. Это позволило разработать технологию получения биметаллических порошковых материалов с износостойким рабочим слоем, которая подтверждена положительным решением по заявке на патент РФ №2009111157.

10. Составлены рекомендации по изготовлению деталей, работающих в условиях интенсивного абразивного трения, спроектирована установка для высокотемпературного спекания ТВЧ и закалки и средства технологического оснащения для производства изделий заданной конструкции, в частности, тянущих роликов рубочных станков.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

1. Гасанов Б. Г., Ефимов А. Д. Активация диффузионных процессов при двухступенчатом спекании порошковых биметаллических материалов// На.учно-технические ведомости СПбГТУ. Сер. Наука и образование. - 2010. - Т.2, №2 (100). - с. 154-158.

2. Гасанов Б. Г., Ефимов А. Д. Влияние пористости на параметры индукционного нагрева биметаллических порошковых изделий// Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. - 2008. - №6. - с. 89-91.

3. Патент на полезную модель №93981 РФ МПК ООШ 3/00. Установка для испытания на ударно-абразивное и ударно-гидроабразивное изнашивание конструкционных и специальных материалов. Гасанов Б. Г., Сиротин П. В., Ефимов А. Д. -№2009146597. Опубл.: 10.05.2010. Бюл. №13.

4. Ефимов А. Д., Токарев С. С. Технологические особенности получения биметаллических материалов с заданной толщиной рабочего слоя// Студенческая научная весна - 2008: материалы Межрегион, науч.-техн. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых Южного федерального округа/ Юж.-Рос. гос. техн. ун-т (НПИ). - Новочеркасск: ЛИК, 2008. - с. 220-221.

5. Ефимов А. Д., Курысь А. Н., Бровко А. А. Влияние легирующих добавок в составе рабочего слоя спеченных биметаллических изделий на износостойкость// Студенческая научная весна — 2009: материалы Межрегион, науч.-техн. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых Южного федерального округа/ Юж.-Рос. гос. техн. ун-т (НПИ). - Новочеркасск: ЮРГТУ (НПИ), 2009.-с. 117.

6. Гасанов Б. Г., Ефимов А. Д., Кравченко Ж. В. Триботехнические явления в контактных зонах самоорганизующихся пар трения на основе порошковых материалов// Прогресс транспортных средств и систем - 2009: материалы Междунар. науч. практ. конф., г. Волгоград, 13-15 окт. 2009 г./ Волгоград. гос. техн. ун-т. - Волгоград, 2009. - ч. 2. - с.211.

7. Гасанов Б. Г., Ефимов А. Д. Влияние скорости, времени и температуры высокочастотного нагрева на свойства биметаллических изделий при двухступенчатом спекании// Результаты исследований 2010: материалы 59-й науч. -техн. конф. проф.-препод. состава, науч. работников, аспирантов и студентов ЮРГТУ (НПИ) / Юж. -Рос. гос. техн. ун-т. - Новочеркасск:

ЮРГТУ(НПИ), 2010. - с.10-12.

8. Ефимов А. Д., Юхаиаев А. М. Метод определения коэффициента поверхностной диффузии при неизотермическом спекании порошковых биметаллических материалов// Студенческая научная весна - 2010: материалы Межрегион, науч.-техн. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых Южного федерального округа/ Юж.-Рос. гос. техн. ун-т (HTM). - Новочеркасск: ЮРГТУ (НПИ), 2010. - с. 135-136.

9. Гасанов Б. Г., Ефимов А. Д. Технология получения порошковых цельнопрессованных биметаллических материалов с износостойким рабочим слоем// Новые перспективные материалы и технологии их получения НПМ-2010: сб. науч. тр. V междунар. конф. / Волгоград, гос. техн. ун-т. - Волгоград: ИУНЛ ВолгГТУ, 2010. - с. 235-236.

Ефимов Артем Дмитриевич

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ПОРОШКОВЫХ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ С ИЗНОСОСТОЙКИМ РАБОЧИМ СЛОЕМ

Подписано в печать 19.11.2010. Формат 60x84 1/16. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ №48-1204.

Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)

Отпечатано в ИД «Политехник» 346428, г. Новочеркасск, ул. Просвещения, 132

ВВЕДЕНИЕ.

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1. Анализ структурообразования и технологии получения износостойких материалов и постановка задачи исследования.

1.2. Получение и способы оценки качества слоистых порошковых материалов.

1.3. Особенности процесса спекания порошковых материалов легированных хромом или бором.

1.4. Особенности и пути интенсификации индукционного нагрева спеченных материалов.

1.5. Выводы.

2. МАТЕРИАЛЫ, ОБОРУДОВАНИЕ И МЕТОДИКИ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1. Исходные материалы и технология изготовления образцов.

2.2. Методы исследования структуры, физического и химического состава материала.

2.2.1. Микроструктурный анализ.

2.2.2. Рентгенофазовый анализ.

2.2.3. Микрорентгеноспектральный анализ.

2.3. Исследование прочностных характеристик и износостойкости.

2.4. Методика исследования взаимодиффузии в системе Бе-Сг-С.

3. КИНЕТИКА ДИФФУЗИОННЫХ ПРОЦЕССОВ ПРИ ДВУХСТУПЕН

ЧАТОМ СПЕКАНИИ В МЕЖСДОЙНЫХ ГРАНИЦАХ

СИСТЕМЫ Fe-(Cr,Fe)7C3-Cr7C3.

3.1. Феноменология взаимодиффузии в пористых системах Fe-Cr-C при двухступенчатом спекании.

3.2. Диффузионный массоперенос в пористых трехкомпонентных системах.

3.3. Определение параметров гетеродиффузии Сг и Fe в межслойных границах.:.

3.4. Механизм диффузионного массопереноса в межслойных границах биметаллических образцов.

3.5. Влияние гранулометрического состава легирующих элементов и технологических параметров на кинетику диффузионных процессов.

3.6. Выводы.

4. ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЯ И СВОЙСТВ ПОРОШКОВЫХ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ, ПОЛУЧЕННЫХ ДВУХСТУПЕНЧАТЫМ СПЕКАНИЕМ.

4.1. Влияние состава шихты рабочего слоя на структуру и свойства биметаллического материала.

4.2. Влияние скорости, температуры нагрева и времени спекания на второй стадии на свойства биметаллического материала.

4.3. Применение метода многофакторного планирования экспериментов для оптимизации состава и технологии получения биметаллических материалов.

4.4. Исследование структуры и свойств порошкового биметаллического материала оптимального состава.

4.5. Выводы.

5. РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОМЫШЛЕННОЙ РЕАЛИЗАЦИИ РЕЗУЛЬТАТОВ ВЫПОЛНЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

5.1. Выбор изделий рекомендуемых на перевод получения по новой технологии.

5.2. Устройство для холодного прессования заготовок.

5.3. Установка для спекания ТВЧ.

5.4. Предполагаемые свойства изделий полученных по новой технологии.

5.5. Экономическая эффективность внедрения разработанной технологии изготовления биметаллических износостойких деталей.

Темпы научно-технического прогресса во многом определяются свойствами используемых и вновь создаваемых машин и механизмов. Создание техники, способной работать в экстремальных условиях, требует разработки новых надежных материалов, отвечающих высоким, порой, казалось бы, взаимопротиворечащим требованиям. Поэтому в последние годы интенсивно развиваются исследования в области создания биметаллических и многослойных порошковых материалов различного функционального назначения. Это обусловлено тем, что технология порошковой металлургии имеет ряд преимуществ по сравнению с традиционными методами изготовления слоистых материалов, в частности, позволяет варьировать в широких пределах состав и свойства.

Среди порошковых слоистых композиций значительный интерес представляют износостойкие материалы инструментального и триботехнического назначения, которые предназначены для эксплуатации в нагруженных узлах трения.

При производстве биметаллических изделий с износостойким рабочим слоем и разработке технологических процессов производства из них изделий разной конфигурации и ориентации слоев важно получить оптимальное сочетание структуры и свойств материала основы, рабочего слоя и переходной зоны между ними. Для этого должны быть решены три следующие задачи «конструирования» структуры:

1. Формирование износостойкой структуры рабочего слоя, которое обеспечивается наличием в его составе твердых упрочняющих частиц карбидов, боридов и других соединений и соответствующим режимом термической обработки.

2. Переходная зона между основой и поверхностным слоем должна обладать достаточной пластичностью и вязкостью, что возможно при образовании непрерывного ряда твердых растворов в результате взаимодействия компонентов основы и рабочего слоя.

3. Структурные изменения основы при проведении термической обработки поверхностного слоя не должны ухудшать ее строение и, следовательно, механические свойства [1,2].

Использование индукционного нагрева при спекании и термической обработке позволяет успешно решить перечисленные задачи. При поверхностном спекании токами высокой частоты нагретый до требуемой температуры слой толщиной 1—2 мм может быть получен за несколько секунд. Кроме того, высокочастотный нагрев уменьшает окисление и обезуглероживание, существенно уменьшает деформации и хрупкость за счет жесткости холодной сердцевины, легче включается в поток производства и снижает затраты энергии на нагрев [3]. Практически полное устранение окисления и обезуглероживания, при уменьшении деформации, позволяет в некоторых случаях производить термообработку окончательно готовых деталей без шлифования.

Механические свойства стали, прошедшей термообработку с высокочастотным нагревом, существенно отличаются от свойств той же стали после обычной термической обработки. Главной причиной, которая приводит к различию структуры и механических свойств, является быстрый нагрев и кратковременное пребывание стали в области температуры нагрева. При правильном выборе сочетания температуры и скорости нагрева в нагретом состоянии удается получить аустенит с мелким зерном, в частности с зерном, соответствующим баллу 11-15 (диаметр зерна 8 — 2 мкм), в то время как при обычном нагреве в печах получается аустенит с зерном балла 7-9 (диаметр зерна 30-15 мкм) [4].

Расчет режимов индукционного нагрева и спекания сводится к нахождению оптимальных значений тока, удельной мощности, подводимой к поверхности образца, времени нагрева и других электрических параметров индуктора. Однако для порошковых материалов, вследствие неравноплотности, наличия включений электрические характеристики существенно отличаются от аналогичных определенных для компактных металлов.

Изложенные соображения обуславливают большое технологическое и экономическое значение работ, направленных на расширение номенклатуры деталей, изготавливаемых методами порошковой металлургии, обеспечивающих повышение механических свойств изделий, в частности износостойкости, а также снижение расхода дорогих материалов.

В связи со спецификой протекания индукционного спекания биметаллического порошкового материала процессы структурообразования имеют свои особенности, требующие подробного изучения с целью оптимизации режимов получения изделий с требуемыми характеристиками.

На основании выполненного обзора исследований по влиянию различных технологических факторов на процесс изготовления биметаллических изделий сформулированы цель и задачи исследований.

Целью исследований является установление закономерности формирования структуры и свойств биметаллических материалов с износостойким рабочим слоем, полученных двухступенчатым спеканием с требуемым уровнем механических и эксплуатационных свойств и создание новой технологии, позволяющей сократить продолжительность цикла изготовления деталей и производственные затраты.

Для реализации поставленной цели решались следующие задачи:

1. Исследование кинетики диффузии компонентов и процессов структурообразования биметаллических материалов при изотермическом и неизотермическом процессах спекания.

2. Разработка способа расчетного определения технологических параметров двухступенчатого спекания.

3. Исследование влияния состава и количества вводимых в рабочий слой легирующих добавок, пористости, гранулометрического состава шихты на свойства биметаллических материалов с износостойким слоем.

4. Исследование влияния параметров высокочастотного нагрева на второй стадии спекания на свойства биметаллических материалов.

5. Разработка технологии и составление рекомендаций по практическому применению двухступенчатого спекания для производства биметаллических изделий с износостойким рабочим слоем.

Решению этих вопросов и посвящена настоящая работа, выполненная в Южно-Российском государственном техническом университете (Новочеркасском политехническом институте).

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Составлены феноменологические уравнения диффузии компонентов в пористых трехкомпонентных гетерогенных системах, учитывающие влияние градиента температуры, давления и концентрации на механизм диффузионного массопереноса при печном (изотермическом) спекании и нагревом токами высокой частоты спеченных изделий.

2. Получены теоретически и экспериментально обоснованные выражения, характеризующие кинетику диффузионных процессов при двухступенчатом спекании пористых трехкомпонентных систем и показаны их принципиальные отличия для первой и второй стадий. Определены приближенные значения парциальных коэффициентов диффузии, коэффициентов поверхностной диффузии, а также коэффициентов взаимной диффузии в системе Сг-Бе, построены расчетным методом концентрационные кривые распределения хрома в межчастичных контактах карбидов и железа, рассчитаны параметры спекания износостойкого слоя биметаллических изделий нагревом токами высокой частоты.

3. Экспериментально и теоретически обоснована эффективность реализации новой энергосберегающей технологии с двухступенчатым спеканием биметаллических изделий, позволяющей на первой стадии печного (изотермического) спекания формировать структуру основы биметаллических изделий, а на второй - активизировать диффузионные процессы только в износостойком слое, обеспечить заданную структуру и прогнозируемые свойства материала слоя, исключить появление зон с высокой пористостью на меж-слойных границах, характерных для порошковых материалов, легированных карбидами хрома, молибдена и других переходных металлов.

4. Исследовано влияние содержания карбида хрома СГ7С3, карбида бора В4С и высокоутлеродистого феррохрома ФХ-650 в рабочем слое на процесс структурообразования и свойства биметаллических материалов, изготовленных по технологии двухступенчатого спекания. Установлено, что наиболее эффективным является легирование добавкой в шихту рабочего слоя смеси порошков 17%Сг7С3+23%ФХ-650+60%Ге.

5. Введение в шихту рабочего слоя смеси порошков Сг7С3 и ФХ-650 повышает однородность распределения хрома при двухступенчатом спекании заготовок и снижает себестоимость изготовления изделий. Установлено, что мелкие фракции Сг7С3 (-50 мкм) практически полностью растворяются в процессе двухступенчатого спекания, в то время как крупные фракции (+100 +160 мкм) измельчаются, но сохраняются в структуре. Для создания износостойкого материала целесообразно использовать как мелкие (-50 мкм), так и крупные (-200 +50 мкм) фракции легирующих соединений.

6. Выявлены закономерности структурообразования и влияния режимов высокочастотного нагрева на второй стадии спекания на механические и эксплуатационные свойства биметаллических материалов с износостойким рабочим слоем. Установлено, что при спекании нагревом ТВЧ содержание хрома в частицах железа составляет 12%, что обеспечивает формирование вязкой и прочной матрицы с равномерно распределенными по объему дисперсными частицами карбида хрома.

7. Оптимизированы состав и температурно-временной режим высокотемпературного спекания с последующей закалкой, обеспечившие получение биметаллического материала с высокой твердостью и износостойкостью рабочего слоя. Установлено, что наилучшим сочетанием свойств прочности и износостойкости обладают изделия, рабочий слой которых легирован 17% Сг7С3+23%ФХ-650, и спеченные ТВЧ в течение 28 с при температуре 1370°С со скоростью 450°С/с.

8. Исследованы структура и фазовый состав легированного слоя, переходной зоны и основы биметаллического материала оптимального состава. Показано, что рабочий слой имеет структуру твердого раствора Сг в Бе с частицами сложных карбидов и остаточным аустенитом, а мягкая и пластичная основа представлена ферритной структурой.

9. Теоретически и экспериментально обосновано, что при циклическом высокочастотном нагреве ускоряется диссоциация карбидов хрома и активируется массоперенос на межчастичных контактах. Это позволило разработать технологию получения биметаллических порошковых материалов с износостойким рабочим слоем, которая подтверждена положительным решением по заявке на патент РФ №2009111157.

10. Составлены рекомендации по изготовлению деталей, работающих в условиях интенсивного абразивного трения, в частности, тянущих роликов рубочных станков, спроектирована установка для высокотемпературного спекания ТВЧ и закалки и средства технологического оснащения для производства изделий заданной конструкции, в частности тянущих роликов рубочных станков.

1. Анциферов В.Н., Бобров Г.В. Порошковая металлургия и напыленные покрытия: Учебник для вузов. - М.: Металлургия, 1987. - 792 с.

2. Дорофеев Ю.Г., Мариненко Л.Г., Устименко В .И. Конструкционные порошковые материалы. — М.: Металлургия, 1986. 144 с.

3. Мухамедов А. А., Тилабов Б. К. Влияние термической обработки на износостойкость деталей с твердосплавными покрытиями// Металловедение и термическая обработка металлов. — 2003. — №3. с. 45-48.

4. Шепеляковский К. 3. Поверхностная и объемно-поверхностная закалка стали как средство упрочнения ответственных деталей машин и экономии материальных ресурсов// Металловедение и термическая обработка металлов. 1993. -№11. с. 26-32.

5. Марукович Е. И. Износостойкие сплавы. М.: Машиностроение, 2005.-186 с.

6. Белый А. В. Структура и методы формирования износостойких изделий. -М.: Машиностроение, 1991. — 194 с.

7. Крагельский В. И. Трение и износ. — М.: Машиностроение, 1968.262 с.

8. Карпман М. Г., Соколова Н. X. Износостойкие диффузионные покрытия на сталях для вырубных и чеканочных штампов// Металловедение и термическая обработка металлов. — 1992. — №10. с. 16-20.

9. Кулу П. Износостойкость порошковых материалов и покрытий. -Таллин: Валгус, 1988. 119 с.

10. Гаркунов Д. Н. Триботехника (износ и безысносность). — М.: «Издательство МСХА», 2001. 211 с.

11. Лабунец В. Ф. Износостойкие боридные покрытия. Киев: Тэхника, 1989. - 142 с.

12. Хрущев М. М., Бабичев М. А. Абразивное изнашивание. — М.: Наука, 1970.-216 с.

13. Елистратов А. В., Блинов В. М. Влияние химического состава и структуры высокохромистых сталей на их коррозионную стойкость// Металловедение и термическая обработка металлов. — 2003. — №10. с. 12-15.

14. Марукович Е. И., Карпенко М. И. Износостойкие сплавы. М.: Машиностроение, 2005. - 428 с.

15. ВНИИТС. Твердые сплавы (сборник статей). М: Металлургия, 1989.-146 с.

16. Жердицкий Н. Т. Исследование износостойкости металлокерамиче-ских материалов с введением тугоплавких карбидов. Отчет НПИ: Новочеркасск, 1971.-184 с.

17. Мухамедов А. А., Тилабов Б. К.Влияние термической обработки на износостойкость деталей с твердосплавными покрытиями// Металловедение и термическая обработка металлов. 2003. - №3. с. 24-28.

18. Радомысельский И. Д., Напара-Волгина С. Г. Порошковые конструкционные материалы из легированных сталей. Порошковые материалы: Киев ИПМАНУССР, 1983. - с. 20-33.

19. Евтушенко О. В. Порошковые конструкционные износостойкие материалы// Порошковая металлургия. 1999. - №9/10. с. 51-57.

20. Дорофеев Ю. Г., Гасанов Б. Г., Дорофеев В. Ю. Мищенко В. Н. Ми-рошников В. И. Промышленная технология горячего прессования порошковых изделий. М.: Металлургия, 1990. - 206 с.

21. Ермаков С. С., Вязников Н. Ф. Порошковые стали и изделия. Л.: Машиностроение. Ленинградское отделение, 1990. - 319 с.

22. Федорченко И. М., Францевич И. Н., Радомысельский И. Д. Порошковая металлургия. Материалы, технология, свойства, области применения: справочник. Киев: Наукова думка, 1985. - 624 с.

23. Быков А. А., Маслов А. М., Устименко В. А., Мангуш В. Г. Получение и свойства новых коррозионностойких биметаллов// Сталь. — 1982. №3. с. 56-57.

24. Маслюк В. А., Напара-Волгина С. Г. Слоистые порошковые износо-и коррозионностойкие материалы инструментального и триботехнического назначения// Порошковая металлургия. 2003. — №3/4. с. 17-25.

25. Дмитров Л. Н., Кузнецов Е. В., Кобелев А. Г., Чегодаев Ю. П. Биметаллы. — Пермь, 1991. 416 с.

26. Потапов И. Н., Лебедев В. Н., Кобелев А. Г., Кузнецов Е. В. Слоистые металлические композиции. — М.: Металлургия, 1986. 217 с.

27. Король В. К., Гильденгорн М. С. Основы технологии производства многослойных металлов. М.: Металлургия, 1970. - 237 с.

28. Воронов С. В., Девейно Д. Г. Пластическая деформация слоистых композиционных матриеалов// Порошковая металлургия. — 1982. — №12. с. 57-61.

29. Концевой Ю. В., Игнатьева Е. В., Ватолин Н. А,, Игнатьев И. Э. Особенности межслойного твердофазного взаимодействия слоистых композитов при высокоскоростном нагреве// Новые перспективные материалы и технологии их получения (НПМ) — 2004. с. 140-142.

30. Григорьев А. К., Грохольский Б. П. Порошковая металлургия. Л.: Лениздат, 1982. 144 с.

31. Быков А. А., Булат С. И., Ткачев А. В. Технология производства биметалла для сельскохозяйственного машиностроения// Сталь. 1982. - №8. с. 6-9.

32. Гуляев А. П. Металловедение. М.: Металлургия, 1986. - 544 с.

33. Ермаков С. С., Левицкая И. Ю. Спекание сложнолегированных сталей// Порошковая металлургия. 1979. с. 33-36.

34. Герцрикен С. Д., Дехтяр И. Я. Диффузия в металлах и сплавах в твердой фазе. М.: Государственное издательство физико-математической литературы, 1960. - 564 с.

35. Анциферов В. Н., Акименко В. Б, Гревнев Л. М. Порошковые легированные стали.-М.: Металлургия, 1991. -318 с.

36. Гуров К. П., Пименов В. М., Угасте Ю. А. Некоторые особенности взаимной диффузии в многофазной системе// Физика металлов и металловедение. 1971. Т. 32 -№1. с. 103-108.

37. Кулыба М. А., Рева А. Т. Поверхностное легирование металлокера-мических изделий кремнием и хромом// Порошковая металлургия. — 1970. -№6. с. 57-61.

38. Слысь И. Г., Горбатов И. Н., Ткаченко Ю. Г. Особенности получения и свойства порошкового сплава на основе хрома// Порошковая металлургия. 1981.10. с. 66-70.

39. Анциферов В. Н., Горохов В. Ю., Пещеренко С. Н. Процессы взаимной диффузии в спеченных системах Ре-№, Бе-Сг, Бе-Мо: сб. Диффузионные процессы в металлах. Тула: ТПИ, 1982. - 246 с.

40. Курилов П. Г. Создание спеченных порошковых сплавов с заданными свойствами// Очерки по материаловедению. М.: МАТИ. Российский государственный технологический университет. - 1998. с. 194-209.

41. Ермаков С. С., Вязников Н. Ф. Металлокерамические детали в машиностроении. -Л.: Машиностроение, 1975. 232 с.

42. Клименко В. Н., Маслюк В. А., Самброс Ю. В. Спекание, структу-рообразование и свойства порошковых материалов системы карбидхрома-железо// Порошковая металлургия. 1986. - №8. с. 39-44.

43. Гуревич Ю. Г., Нарва В. К., Фраге Н. Р. Карбидостали. М.: Металлургия, 1988. -144 с.

44. Падалко О. В. Спеченные быстрорежущие стали// Итоги науки и техники. Серия «Порошковая металлургия». Том 1: М.: ВИНИТИ, 1983. с. 3-76.

45. Кюрбасепп Я. Твердые сплавы со стальной связкой. Таллин: Валгус.-ТТУ, 1991.-164 с.

46. Жердицкий Н. Т., Жердицкая Н. Н., Голованов А. А. Диффузионные процессы в порошковых материалах. ЮРГТУ Новочеркасск, 2009.—162 с.

47. Голованов А. А. Диффузионные процессы в порошковых материалах и их роль в формировании структуры: дис. канд. техн. наук. — Новочеркасск, 2000. -160 с.

48. Дорофеев Ю. Г., Гасанов Б. Г., Логинов С. Т. Некоторые особенности технологии получения порошковой стали XI3 горячим уплотнением пористых заготовок// Порошковая металлургия. — 1985. — №4. с. 91-96.

49. Львовский М. М. Исследование и разработка износостойких порошковых материалов для нагруженных деталей тепловозов: дис. канд. техн. наук. Новочеркасск, 1986. - 156 с.

50. Фетисов Г. П., Карпман М. Г., Матюнин В. М. Материаловедение и технология металлов. - М.: Высшая школа, 2006. - 862 с.

51. Эпих А. П., Белицкий М. Е. Борирование и хромирование спеченных деталей на основе железа// Технология и организация производства. — 1984.-№2. с. 41-42.

52. Ткаченко В. Ф., Коган Ю. И. Особенности структуры и механические свойства спеченных материалов Fe-B4C// Порошковая металлургия. -1978.-№5. с. 69-74.

53. Егоров М. Д., Сапожников Ю. Л., Шахназаров Ю. В. Влияние содержания углерода на структуру, твердость и теплостойкость борохромистых сталей// Металловедениеи термическая обработка металлов. 1989. - №5. с. 61-65.

54. Цобкалло С. О., Ткаченко В. Ф., Летуновский В. В. Технология изготовления и свойства спеченных нержавеющих сталей и сплавов, легированных карбидом бора. В кн.: Спеченные конструкционные материалы. Киев, 1974. с. 98-103.

55. Немзер Г. Г., Шамов А. Н. Нагрев металлов под ковку и штамповку. Л.: Машиностроение, 1981. - 103 с.

56. Кувалдин А. Б., Лепешкин А. Р. Скоростные режимы индукционного нагрева и темонапряжения в изделиях. — Новосибирск: Издательство НГТУ, 2006.-294 с.

57. Кувалдин А. Б., Лепешкин А. Р. Скоростные режимы индукционного нагрева и термонапряжения в изделиях—Новосибирск: НГТУ, 2006.-238 с.

58. Домогацкий В. И., Шиняев А. Я. Эффективность применения ТВЧ для спекания порошковых деталей. Порошковая металлургия: Труды ЛАТИ. -Рига, 1975. с. 122.

59. Головин Г. Ф., Замятин М. М. Высокочастотная термическая обработка. Л.: Машиностроение, 1990. - 239 с.

60. Булатова Л. Ш. Кинетика нагрева конструкционных деталей их ферромагнитных порошков при индукционном спекании// Порошковая металлургия. 1988. - №7. с. 49-53.

61. Глуханов Н. П. Физические основы высокочастотного нагрева. — Л.: машиностроение. 1989. - 56 с.

62. Бабат Г. И. Индукционный нагрев металлов и его промышленное применение. -М.-Л.: «Энергия», 1965. 552 с.

63. Дорофеев В. Ю., Лапеев С. М. Кинетика нагрева порошковых заготовок токами высокой частоты// Исследования в области горячего прессования в порошковой металлургии: Труды НПИ. Новочеркасск, 1988. с. 63-73.

64. Лапеев С. М. Структурообразование и формирование физико-механических свойств порошковых материалов при использовании нагрева ТВЧ: дис. канд. техн. наук. — Новочеркасск, 1989. — 160 с.

65. Голдстейн Дж., Ньюбери Д. Растровая электронная микроскопия и рентгеновский микроанализ. М.: Мир, 1984. — 304 с.

66. Зарубин В. С. Математическая статистика. М.: МГУ, 2000. - 422 с.

67. Кувалдин А. Б. Теория индукционного и диэлектрического нагрева. М.: МЭИ, 1999.-80 с.

68. Гасанов Б. Г., Ефимов А. Д. Влияние пористости на параметры индукционного нагрева биметаллических порошковых изделий// Изв. вузов Северо-Кавказский регион. Технические науки. 2008. - №6. - с. 89-91.

69. Глуханов Н. П., Федорова И. Г. Высокочастотный нагрев диэлектрических материалов в машиностроении. Л.: Машиностроение, 1983. — 160 с.

70. Карпов Л. П. О критической скорости закалки// Металловедение и термическая обработка металлов. 1992. - №12. с. 10-14.

71. Бальшин М. Ю., Кипарисов С. С. Основы порошковой металлургии. -М.: Металлургия, 1978. 184 с.

72. Шкодин К. К., Ермаков С. С., Дьяков В. Е. Исследование пористой структуры и газопроницаемости образцов в зависимости от фракционного состава// Горячее прессование. Новочеркасск: издательство НПИ. — 1979. с. 113-115.

73. Кипарисов С. С., Либенсон Г. А. Порошковая металлургия. М.: Металлургия, 1980. - 496 с.

74. Лахтин Ю. М. Материаловедение. М.: Машиностроение, 1993.448 с.

75. Беккерт М. Способы металлографического травления (справочник). -М.: Металлургия, 1988. 256 с.

76. Дорофеев Ю. Г., Егоров С. Н., Устименко В. И. Порошковое металловедение. — Новочеркасск: издательство НПИ, 1981. — 86 с.

77. Васильев В. А., Курилов П. П., Лигачев А. Е., Митин Б. С. Порошковая металлургия и композиционные материалы. М.: МАТИ, 1983. — 62 с.

78. Лившиц Б. Г. Металлография. М.: Металлургия, 1990. - 236 с.

79. Салтыков С. А. Стереометрическая металлография. М.: Металлургия, 1976.-271.

80. Вашуль X. Практическая металлография. М.: Металлургия, 1988. -318с.

81. Горелик С. С., Расторгуев Л. Н., Скаков Ю. А. Рентгенографический и электроннооптический анализ. — М.: Металлургия, 2002. 360 с.

82. Русаков А. А. Основы рентгенографии металлов. — М.: Атомиздат, 1994. -172 с.

83. Гимельфарб Ф. А. Рентгеноспектральный анализ слоистых материалов. -М.: Металлургия, 1988. — 151 с.

84. Кальпер В. Д., Зильберман А. Г. Практика микрозондовых методов исследования металлов и сплавов. — М.: Металлургия, 1981. 214 с.

85. Хрущев М. М., Бабичев М. А. Исследование изнашивания металлов. М.: издательство АН СССР, 1960. - 487 с.

86. ГОСТ 26529-85 «Материалы порошковые. Метод испытания на радиальное сжатие».

87. ГОСТ 7855-74 «Испытательная машина на радиальное сжатие образцов».

88. Крипггалл М. А. Диффузионные процессы в железных сплавах. -М.: Металлургиздат, 1963. 479 с.

89. Жердицкий Н.Т., Голованов A.A. Диффузионные процессы в порошковых материалах / Депонир. 1987, бюлл. №224, НИИТЭМР. 110 с.

90. Гасанов Б. Г. Взаимная диффузия и гомогенизация в порошковых сплавах. Новочеркасск: ЮРГТУ, 2002. - 113 с.

91. Боровский И. Б., Гуров К. П., Марчукова И. Д., Угасте Ю. Э. Процессы взаимной диффузии в сплавах. М.: Наука, 1973. — 359 с.

92. Анциферов В. Н., Еремина Е. Ю., Пещеренко С. Н. Влияние пористости на взаимную диффузию в порошковых материалах// Порошковая металлургия. 1987. - №4. с. 42-45.

93. Гегузин Я. Е. Физика спекания. М.: Наука, 1984. - 312 с.

94. Крипггалл М. А., Волков А. И. Многокомпонентная диффузия в металлах. -М.: Металлургия, 1985.— 171 с.

95. Гасанов Б. Г. Некоторые особенности определения эффективных коэффициентов взаимной диффузии в пористых порошковых системах//

96. Конструкционные, инструментальные порошковые и композиционные материалы: Материалы научно-технической конференции. — Л. — 1991. с. 77-79.

97. Скороход В. В. Реологические основы теории спекания. — Киев: Наукова думка, 1971. 151 с.

98. Манинг Дж. Кинетика диффузии атомов в кристаллах/ Пер. с английского М.: Мир, 1971 - 277 с.

99. Шиняев А. Я. Диффузионные процессы в сплавах. М.: Наука, 1975.-226 с.

100. Гегузин Я. Е., Богданов В. В., Парицкая А. Н. Направленный диффузионный массоперенос в пористых структурах// Порошковая металлургия. -1989.-№9. с. 55-57.

101. Хермель В., Кийбак Б., Шатт В. И. Процессы массопереноса при спекании. Киев: Наукова думка, 1987. - 152 с.

102. Гасанов Б. Г., Ефимов А. Д. Активация диффузионных процессов при двухступенчатом спекании порошковых биметаллических материалов// Научно-технические ведомости СПбГТУ. Сер. наука и образование. — 2010. -Т.2, №2. с. 154-158.

103. Арзамасов Б. Н., Сидорин И. И., Косолапов Г. Ф., Макарова В. И. Материаловедение. — М.: Машиностроение, 1986. — 384 с.

104. Бернштейн М. Л., Рахштадт А. Г. Металловедение и термическая обработка стали (справочник). — М.: Металлургия, 1983. — 365 с.

105. Головин Г. Ф., Зимин Н. В. Технология термической обработки металлов с применение индукционного нагрева. Л.: Машиностроение, 1979. -120 с.

106. Будяко М. Н., Астапчик С. А., Ярошевич Г. Б. Термокинетическая рекристаллизация при неизотермическом нагреве. Минск: Наука и техника, 1968.-252 с.

107. Адлер Ю. П., Маркова Е. В., Грановский Ю. А. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М.: Наука, 1976. - 279 с.

108. Спиридонов А. А. Планирование эксперимента при исследовании технологических процессов. М.: Машиностроение, 1981. - 184 с.

109. Новиков С. Ф., Арсов Я. Б. Оптимизация процессов технологии металлов методами планирования экспериментов. — М.: Машиностроение, 1980.-304 с.

110. А. С. SU 1569079 Al. Устройство для прессования биметаллических изделий из порошка. — Новочеркасск НИИ.

111. Чейлях А. П. К вопросу о термической обработке высокохромистых сталей// Металловедение и термическая обработка металлов. — 2000. -№10. с. 28-33.

112. Дьяченко И. М. Экономика порошковой металлургии. Челябинск: Металлургия, 1990. — 153 с.

113. Седых А. М., Юзов О. В. Анализ производственно-хозяейственной деятельности металлургических предприятий.-М.: Металлургия, 2005.-125 с.