автореферат диссертации по металлургии, 05.16.06, диссертация на тему:Структура и свойства механически легированных фосфористых сталей

^ ^Ч //а правах рукописи

#

«V

ОГЛЕЗНЕВА Светлана Аркадьевна

нггЭЧ^'-ТР'ч ^ А ТТ Г*ЙА О'/"1* V ^ я .г г А 1:1 А АХ-Л

МЕХАНИЧЕСКИ ЛЕГИРОВАННЫХ ФОСФОРИСТЫХ СТАЛЕЙ

05.16.06 - Порошковая металлургия и композиционные материалы

(/Л^^ Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Пермь 1997

Работа выполнена в НИИ проблем порошковой технологии и покрытий Республиканского инженерно-технического центра порошковой металлургии

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор, член-корр. Российской АН Анциферов В.Н.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Буланов В.Я., кандидат технических наук, профессор Рагозин Ю.И.

Ведущее предприятие - Акционерное общество "Пермские моторы"

Защита состоится "¿3 1997 г. в -/Р"0 часов на

заседании диссертационного Совета К063.66.06 при Пермском государственном техническом университете по адресу: 614600, г. Пермь, Комсомольский проспект, 29а,ад$>.425.

Автореферат разослан у"0" 1997 г.

Ученый секретарь

диссертационного Совета К063.66.06

к. т.н. Л/ М.И.Шишкина

шхиасссх^

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Современное машиностроение требует создания более надежных и долговечных конструкционных материалов при снижении затрат на производство с предпочтительным использованием отечественного сырья. Легирование фосфором порошковых сталей позволяет активировать спекание за счет образования жидкой фазы, что дает возможность снизить температуру спекания и его длительность, а свойства полученных сталей характеризуются достаточным уровнем прочности в сочетании с вязкостью и сравнимы со свойствами никелевых сталей. С другой стороны, прочностные характеристики связаны с дислокационной подсистемой материала. Последние данные, полученные при наблюдении процессов деформации и разрушения непосредственно, свидетельствуют о необходимости наличия некоторого количества дислокаций, препятствующего зарождению и развитию трещин. Применение механического легирования позволяет получить особую дисперсную с повышенной дефектностью структуру материала, обладающую повышенным запасом внутренней энергии, которая существенно улучшает его свойства. Однако, к настоящему времени возможности метода механического легирования для радикального улучшения структуры и свойств низколегированных порошковых сталей практически еще не изучены - нет сведений о механизме и кинетике взаимодействия компонентов, формирования дислокационной подсистемы при механоактивации, поведения механически легированных сталей при спекании.

Целью работы, является исследование процессов, происходящих при механическом легировании: механизма и кинетики размола и формирования структуры на стадии механоактивации многокомпонентных смесей на основе железа; статистическое описание рекристаллизации и механизма активации спекания механически легированных порошковых сталей; исследование формирования структуры и свойств фосфоросодержащих сталей и композиционных материалов на ее основе.

Научная новизна полученных результатов состоит в следующем:

1. Впервые экспериментально исследована кинетика дробления порошковых Ре, ГезР, двух- и трехкомпонентных смесей (с углеродом) на трех структурных уровнях. На макроскопическом структурном уровне дано полное статистическое описание кинетики дробления, предложена закономерность распределения частиц по размерам. На мезоскопическом уровне обнаружено образование твердых растворов фосфора и углерода

в железе при механоактивации многокомпонентных смесей. Предложен механизм упорядочения дислокаций при механическом легировании на микроскопическом уровне.

Z. Исследован механизм активации спекания железа, легированного фосфором, и установлен дрейфовый механизм диффузии.

3. Предложена методика исследования рекристаллизации в структурно-неоднородной среде, получено распределение зерен спеченной порошковой механически легированной стали ПК50Ф по размерам и количественно установлено влияние на него неоднородности системы.

4. Впервые изучен распад переохлажденного аустенита механически легированных сталей с различным содержанием фосфора-, определено влияние дисперсности и дефектности структуры на г - а -превращение.

5. Впервые исследованы свойства механически легированных фос-форосодер.'кащих сталей в зависимости от степени дисперсности, дефектности субструктуры и химического состава. Оптимальные свойства оценены по критерию выносливости Т*= бо. 2'Кз.с-

Практическая значимость работы.

1. Разработана технология изготовления порошковых фосфористых сталей с высоким уровнем прочности и вязкости, позволяющей снизить затраты на производство за счет исключения дорогих металлических добавок и уменьшения температуры и времени спекания.

2. Разработаны рекомендации по измельчению в высокоэнергетической мельнице многокомпонентных порошковых смесей и установлено влияние различных сред на кинетику механоактивации.

3. Оптимизированы составы и режимы спекания механически легированных фосфоросодержащих сталей.

4. Построены диаграммы распада переохлажденного аустенита для механически легированных фосфоросодержащих сталей.

5. На основе механически легированной фосфористой стали разработан алмазосодержащий инструмент для резки природного камня.

Основные результаты, выносимые иа защиту.

1. Характер распределения частиц по размерам при дроблении порошковых Ре, РезР, двух- и трехкомпонентных смесей (с углеродом), механизм гомогенизации многокомпонентной смеси в процессе механоактивации.

2. Механизм активации спекания железа при его легировании фосфором и модель взаимной диффузии.

3. Модель рекристаллизации в порошковой неоднородной среде.

4. Закономерности формирования структуры и свойства механически легированных фосфористых сталей и композиционных материалов на их основе.

Апробация работы. Представленные к защите материалы являются результатом работы, проведенной в РИТЦ Ш лично автором и в соавторстве с сотрудниками РИТЦ Ш в соответствии с

- Государственной научно-технической программой "Технологии, машины и производства будущего",

- Государственным заказом "Разработать технологию получения высокоизносостойких карбида- и алмазосодержащих материалов и освоить в опытно-промышленном производстве изготовления их них изделий с высоким уровнем служебных характеристик",

- с совместным планом работ с Государственным НИИ Редких Металлов на научно-исследовательскую работу "Разработать порошковые и волок-новые титановые материалы, порошковые стали, экономнолегированные, в том числе редкими и редкоземельными элементами, с использованием сырья Уральского региона",

- Российским грантом МИСиС "Разработка научных основ совершенствования структуры и повышения энергоемкости разрушения экономнолеги-рованных порошковых сплавов на основе железа".

Материалы доложены и обсуждены на 4 научно-технических конференциях: "Проблемы современных материалов и технологий, производство наукоемкой продукции", Пермь, 1993 г.; "Проблемы современных материалов и технологий, производство наукоемкой продукции", Пермь, 1994 г.-, "Повышение качества изготовления и эксплуатационных характеристик деталей машин технологическими методами", Пермь, 1995 г.; "Проблемы развития металлургии Урала на рубеже XXI века", Магнитогорск, 1996 г.

Детали конструкционного назначения "Опора" демонстрировались на выставке "ВУЗы России - машиностроению", Москва, март 1993 г.

По результатам выполненных исследований опубликовано 5 статей.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав, выводов, списка литературы, приложения и содержит 170 страниц текста, в том числе 47 рисунков, 23 таблицы, 86 библиографических наименований и 1 приложение.

Автор выражает признательность в.н.с., к.ф.-м.н. С.Н.Пещеренко за предоставленные программы статистических расчетов, консультации и помощь при работе над диссертацией.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении отражены основные направления, объекты и цель исследований.

В первом разделе приведен обзор опубликованных работ по теме диссертации. Проанализированы технологии получения, особенности формирования структуры фосфоросодержащих сталей и сплавов. Проработаны вопросы, связанные с механическим легированием, структурообра-зованием в дисперсных системах, влиянием структурных элементов на свойства материалов. На основании изложенного сделаны выводы:

- разработка порошковых фосфоросодержащих сталей перспективна, так как их свойства не уступают никелевым при их существенно более низкой стоимости за счет снижения температуры и времени спекания; экономически и экологически целесообразно вводить фосфор в виде ферросплавов, частицы феррофосфора должны быть дисперсны (5-10мкм),

- диспергирование, перемешивание, повышенный запас энергии и дополнительную активацию спекания можно обеспечить механическим легированием. Однако, полного описания этого процесса для смесей на основе железа на всех структурных уровнях (от размера конгломерата частиц до периода решетки), а также изучения структурообраэования и свойств не проводилось;

- почти отсутствуют рекомендации по применению поверхностно-активных веществ для размола порошковых систем на основе железа,

- дисперсные системы являются сложными объектами для изучения в них рекристаллизации и полного статистического описания этого процесса в данных системах не осуществлялось.

Во второй главе на основании обзора литературных данных сформулированы цели и задачи исследования. Дана характеристика использованных материалов, технологического и исследовательского оборудования, описаны методики проведения эксперимента.В качестве исходных компонентов использовались порошок железа ПЖФР (ТУ 14-1-4817-90), феррофосфор (ТУ 14-5-72-90) и углерод (ТУ 08-431-75).

Механическое легирование осуществлялось в планетарной мельнице с водяным охлаждением стальными шарами диаметром 8 мм при соотношении масс порошков и шаров 1:30. Методом дисперсионного анализа на оптическом микроскопе "МЕ0РН0Т-21" с компьютерной приставкой исследовали распределение размеров частиц при различных длительностях размола. Механически легированную смесь отжигали при 700 °С, образ-

цы для испытаний прессовали при 700 МПа и спекали в атмосфере водорода при 900 - 1150 °С в течении 0,5 - 2 ч. Структуру частиц и спеченных образцов изучали на оптическом микроскопе "МЕ0РН0Т-21", электронном микроскопе с рентгеновским микроанализатором "ЬеИз" на полированных и травленых в нитале шлифах, а также в изломах. Гомогенность структуры оценивали по коэффициенту Еариации концентрации фосфора на установке МАР-2. Субструктуру исследовали.по уширению рентгеновских линий и размерам ОКР. О целью определения механических свойств спеченные материалы испытывали на твердость, растяжение, ударную вязкость, грещиностойкость (ГОСТы 9012-59, 18227-85, 9454-78, 25.506-85).

В третьей главе исследованы изменения, происходящие при механическом легировании, в макро-, мезо- и микроструктуре смеси на основе железа. Из экспериментальных данных о взаимном влиянии компонентов в процессе дробления, приведенных в таблице 1, определено, что только при максимальном времени средний размер (а) и стандартное отклонение от среднего размера частиц (6) трехкомпонентных смесей были почти в 2 раза меньше.

Сопоставление стационарных функций распределения частиц по размерам Г ,не зависит от начального распределения и определяется только законом дробления) с экспериментальными данными показало, что функция распределения ? описывала распределение частиц по размерам вне зависимости от химического состава:

Г (х)* ехр ((-д/6г)-(х ^ +х вг)), я=солэЬ, (1)

где х=а/зо, ао - размер частицы или конгломерата частиц, способных объединяться в конгломераты, д ~ а/В, «- эффективная поверхностная энергия частиц , В - коэффициент диффузии в пространстве размеров,

Таблица 1. Зависимость а и б (ыкм) от времени дробленая

Время дробления, мин Ре РезР Ре+Рез Р Ре+С Ре+РезР+С

а 6 а б а б а б а б

0 35 23 1 26 20 21 19 19 20 21 18 13 11 5 18 18 18 21 16 20 17 15 12 11 10 17 15 14 12 13 13 11 10 11 10 25 16 15 13 11 11 11 11 7 6 4

бг - фрактальная размерность порового пространства конгломератов частиц. Полученная закономерность дробления (2) была одинакова для однокомпонентных и многокомпонентных смесей, отличались лишь коэффициенты:

А(х) = - чВх 1 [х \> т-сопзЬ, т^г При А=о. (2)

Так, после дробления в течении 25 мин в распределении (1) частиц железа ао = 5 мкм, ч = 10~3, порошковой трехкомпонентной смеси ао = 1,9 мкм, ц = 2-Ю-2. Следовательно, совместное введение углерода и феррофосфора в железо вызвало эффект, аналогичный влиянию ПАВ: уменьшилось конгломерирование частиц, так как уменьшился а и возрос коэффициент я, что вызвано увеличением В. (Добавление некоторых жидких ПАВ привело к дальнейшему росту дисперсности и однородности грансостава). Предложенный закон распределения частиц по размерам не противоречит экспериментальным данным и близок к эмпирическому закону Бонда для грубодисперсных систем (А ^ х2). Во всех смесях коэффициент диффузии в пространстве размеров В - 10~2 мкм2/сек, т.е. не зависел от химического состава.

При исследовании механического легирования на мезоскопическом уровне обнаружено образование твердых растворов фосфора и углерода в железе. Так, коэффициент вариации концентрации фосфора (равный отношению корня квадратного из дисперсии к среднему ее значению) уменьшился от 154 в исходном состоянии до 11,4 после 25 мин размола по закону У=1зг-ехр(-0,2Е45-Ь), описывающему процесс диффузии в твердой фазе. На микроскопическом уровне зафиксировано увеличение периода решетки железа в чистом виде, в смеси с углеродом и в смеси с углеродом и феррофосфором, рис. 1,а, связанное с повышением концентрации дефектов точечного типа, внедрения атомов кислорода и углерода (содержание кислорода увеличивалось с 0,3 до 0,7 1). Уменьшение периода решетки Ре + РезР вызвано превалирующим процессом замещения атомов железа атомами фосфора, меньшими по размеру, то есть, образованием твердых растворов.

В процессе пластической деформации материалов методом РСА зафиксировано увеличение плотности дислокаций от 1-Ю10 до 2-Ю11 см-2 и их упорядочение, рис.1,6, вызванное образованием и ростом дислокационных стенок в результате блокировки дислокаций. Усложнение состава и увеличение количества феррофосфора активизирует оба процесса, рис. 1,в.

В четвертой главе исследован механизм диффузионного массопере-носа в системе Ре-Р. Полученные уравнения (Б в см2/сек) показывают, что увеличение концентрации фосфора ускоряет процессы взаимной диффузии:

где с -

0=-9.05+33.3 с, при 1& 0=-9.06+35.2 с, при jg■ 0—8.28+24.2 с, при атомная концентрация фосфора.

900 °С 950 °С 1000 °С

(2)

(3)

(4)

бремя дробления, пин а

^ Га Га г'о гь бремя дробления, мин 5

1 - Ре,

2 - Ре + 5,6 % РезР,

3 - Ре + 0,8% С,

4 - Ре + 5,6 % РезР +0,8 % С

«а. о.40

*___________=

0.9 1.0 1.1

т ас.

а - параметр решетки, б,в, - характер распределения дислокаций в зависимости от времени активации (б) и от содержания фосфора (в) в смесях Ре + (3,9 - 6,4) % РезР + 0,8 % С Рис. 1. Характеристики субспруктуры чаалщ яелсза и механически легированных смесей

Р

Ширина диффузионной зоны, определенной по концентрации фосфора на 100-200 мкм оказалась меньше, чем ширина, измеренная по микротвердости, с ростом температуры отличие уменьшается. Зеренная структура диффузионной зоны со стороны Ре имела "столбчатое" строение, рис. 2, - границы, перпендикулярные диффузионному потоку "выметались" ив диффузионной зоны. Оценка диффузионных потоков, вызванных градиентом концентрации и дефектностью строения, позволяет сделать вывод, что механизм массопереноса дрейфовый, под действием внутренних напряжений, а не термофлуктуационный:

¡г'Н = (10 * 100)• с(1 - с), (5)

где 31 - диффузионный поток в отсутствие полей напряжений со стороны дефектов, J% ~ дополнительный диффузионный поток, возникающей под действием силы, действующей на атомы со стороны структурных дефектов, с - концентрация атомов фосфора.

Предложена модель рекристаллизации г,Ь) учитывающая, что изменение размера данного зерна (г) определяется не только лишь его величиной, а также размерами соседних зерен или предысторией. Перейдя от размера зерна (г) к его площади б, найдено наиболее вероятное разбиение поверхности шлифа на зерна при условии, что средний размер зерна равен 6. Эта задача эквивалентна отысканию максимума информационной энтропии. Если рекристаллизация протекала в однородной и изотропной среде, функция плотности вероятности распределения зерен по размерам имела вид б (г)

f(б,Ь> №(r)-t)

г

=N'-exp (-&'-ar2)-£ar =Nr-expf-Jlr2) (6)

N = -j- . (7)

ехр(-в-ГЧ)-ехр(-в-гс2)

где а, б = ar2, 6i = air22, 62 = «£Г22. Полученное распределение f(r,t) совпадает с распределением Луа, если положить в rm

Сопоставив распределение зерен по размерам в однородной среде с экспериментальными данными установили, что зерен размера меньше среднего было больше на 7 + 3 X, чем в однородной среде, а размера больше среднего - меньше на 8 + б X. Увеличение доли мелких зерен обусловлено увеличением центров рекристаллизации и меньшей скоростью движения границ в неоднородной среде по сравнению с однородной (чем больше размер растущего зерна, тем выше вероятность встречи его границ со стопорами).

Рис.2. Структура даффузиотюй вот железо-феррофосфор, спечетой при 1000 °С, х320.

Структура механически легированной стали ПК50Ф представляла собой троостит с дисперсными точечными фосфидами, рис.3,а. Излом вязкий. Увеличение количества фосфора свыше 1 % приводит к образованию грубых включений стеадита, наряду с дисперсными. Структура стали на основе крупного железа - пластинчатый перлит и феррит, рис. 3,6. Излом хрупко-вязкий, поры сферические. Микротвердость основы механически легированной стали выше по сравнению с традиционной и ее разброс меньше - НУ 467 ± 60 и 317 ± 80, соответственно.

Изучен распад переохлажденного аустенита механически легированных фосфористых сталей и построены С-образные диаграммы; определено, что в механически легированных сталях температурная устойчивость переохлажденного аустенита понижалась - процесс его распада начинался раньше, и протекал интенсивнее, а заканчивался позже, температура минимальной устойчивости аустенита в перлитной области была равна 650 °С и не зависела от содержания фосфора, а в бейнит-ной наблюдалась тенденция к понижению температуры минимальной устойчивости аустенита на 100 градусов с увеличением содержания фосфора от 0,65 до 1,1 мае. Ж. В процессе нагрева под аустенизацию и последующем охлаждении наблюдалось незначительное сегрегирование

а б

Рис. 3. Структура спечетшк сталей ПК509, а - мехаяичски легированная, б - иаготюълеппая без механического легирования, х 200

фосфора в механически легированных сталях и заметное перераспределение, приводящее к изменению структуры, в грубодисперсных сталях.

В пятой главе исследованы свойства фосфоросодержащих сталей в зависимости от содержания углерода и фосфора, продолжительности ме-ханоактивации, температуры и времени выдержки при спекании.

Коэффициент вариации концентрации фосфора коррелировал с пластичностью и относительным удлинением, таблица 2. Оптимальные пластические свойства достигались при равномерном распределении фосфора, одинаковом его содержании в феррите и перлите. Увеличение дисперсности применяемых для смесей компонентов способствовало повышению уровня свойств спеченной стали, однако, не приводило к такой гомогенизации как в механически легированных смесях с той же дисперсностью. Механически легированная даже в течении 1 мин. сталь обладает большей прочностью, чем сталь сталь аналогичного состава, изготовленная без механического легирования. Закрепление атомов фосфора дислокациями, происходящее в режиме механоактивации, обусловливает дисперсное упрочнение структуры и исключает его сегрегирование при спекании, что обеспечивает высокие прочностные и пластические свойства механически легированным сталям по сравнению с традиционными. Наилучшим комплексом физико-механических свойств, определенных по критерию Т*= бо. г'К1с обладала сталь, содержащая 0,8-0,95% фосфора, рис.4. Характеристики структурных составляющих стали с высоким уровнем свойств: размеры пор и фосфидов не более 3 мкм, объемная пористость 5-6 1, средний размер зерна 5-6 мкм, равномерное содержание фосфора в феррите и перлите ок.0,8 1.

Таблица 2. Свойства шихт и спруюлурпые характеристика стада Ш!ЮФ, спечешсй при 1050 Ос, 2 ы

N Способ пригот. шихты Размер частиц мкм п, X КВК фосфора Содерж.Р, % бв. МПа Отн. удл. % Ударн. вязк. „ КДж/м

шихта спеч. феррит-перлит

1 смешивание 45 19 140 59 1,3 - 0,5 414 0 57

2. МЛ 1мин 25 19 95 31 0,9 - 0,8 480 1,3 70

3 смешивание 12 16 105 32 0,7 - 1,3 516 2,2 129

4 МЛ Бмин 14 13 18 25 0,9 - 0,5 564 2,3 300

5 МЛ Юмин 12 14 13 16 0,9 - 0,5 578 4,0 180

6 МЛ 25мин 6 6 11 9 0,8 - 0^8 710 14,0 650

Т.*1(Г

50-

■ I I I ' ' 'Ч ' ' ' » 0.8 1.0 1.2 Р. *

Рис.4. Критерий выносливости Т*= б0.2-К1с мсхшгичесш легироватшх сталей с различным содержанием фосфора и 0,5 мае. X углерода.

В шестой главе представлена научнообоснованная технология изготовления и свойства композиционного алмазного инструмента для резки природного камня на основе механически легированной фосфористой стали.

Традиционная технология изготовления алмазного инструмента включает горячую допрессовку или спекание под давлением. Высокий запас вязкости в сочетании с прочностью, а также повышенная активность по отношению к спеканию механически легированной стали позволила изготовлять алмазный инструмент методом инфильтрации оловянис-той бронзой. Оптимизированы состав инфильтрата и температурно-временные параметры спекания алмазного инструмента. Изготовленная по оптимальной технологии партия инструмента прошла производственные испытания, таблица 3.

ТаблицаЗ. Расход алмазов в инструменте на основе механически легировавшей спала ПК50Ф при производственных испытаниях

Износ сегмента, мм, ДН Порода мрамора по месторождению Площадь реза, м^, Э Норматив удельн. расх„, с1;/м , д Расход алмазов, сЬ

по норме Е0н= ВДд!) фактич. Е0ф=£К-ЛН/Н

4.4 Коелга Уфалей Буравщина Сюськюенсаари Габбро-Диабаз 19.06 78.68 0.5 6.98 3.68 0.15 0.3 0.5 1.3 1.4 72.18 31.55

£ Онорм Офакт 2.3

Примечание. ОС - масса алмазов в новом круге, еЬ, (45),

Н - высота сегментов до испытаний, мм, (6,5) Удельный расход алмазов был меньше заданного ГОСТом 16115-85

в 2 раза.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Дано полное статистическое описание кинетики дробления многокомпонентных смесей. На макроскопическом структурном уровне; показано, что при высокоэнергетическом дроблении подводимая механическая энергия диссипируется разномасштабными структурными уровнями, процессы на каждом из которых можно рассматривать независимо. Предложен закон распределения частиц по размерам. На микроскопических пространственных масштабах наблюдали образование твердого раствора, в дислокационной подсистеме - увеличение плотности и упорядочение распределения дислокаций. Размер частиц оказался (меэоскопи-ческие масштабы) порядка критической длины трещины. Жидкие поверхностно-активные вещества интенсифицируют диспергирование смеси, но уменьшают воздейсгваие на дислокационную структуру, что снижает активацию материала по отношению к спеканию.

2. Исследован механизм активации спекания железа при его легировании фосфором, обнаружено неоднородное распределение дислокаций на расстояниях, превышающих ширину диффузионной зоны. Механизм диффузии - преимущественно дрейфовый.

3. Исследовано распределение зерен порошковой стали ПК50Ф, по размерам и количественно установлено влияние на него неоднородности системы (микропористости, межфазных границ, примесей) путем сопоставления экспериментальных данных о распределении зерен по размерам с наиболее вероятным распределением в однородной среде. Установлено, что верен размера меньше среднего было больше, чем в однородной среде, а размера больше среднего- меньше. Увеличение доли мелких зерен обусловлено увеличением центров рекристаллизации и меньшей скоростью движения границ в неоднородной среде по сравнению с однородной.

4. Изучен распад переохлачаденного аустенита механически легированных фосфористых сталей и построены С-образные диаграммы для них; определено, что дисперсность структуры механически легированных сталей понизила температурную устойчивость переохлажденного аустенита - процесс его распада начинается раньше и протекает интенсивнее, а заканчивается распад аустенита в механически легированных сталях позже, температура минимальной устойчивости аустенита в перлитной области не зависит от содержания фосфора, а в бейнитной наблюдается тенденция к понижен!® температуры минимальной устойчи-

вости аустенита с увеличением содержания фосфора.

5. Впервые исследованы свойства механически легированных фосфоросодержащих сталей в зависимости от степени дисперсности, дефектности субструктуры и химического состава. Наилучшим комплексом физико-механических свойств, обладает сталь, содержащая 0,8-0,95% фосфора. Свойства механически легированной стали ПК50Ф0,95 не хуже сталей, легированных никелем, молибденом, медью и спеченных при более высоких температурах и длительных выдержках с применением термообработки.

6. Разработана технология изготовления порошковых фосфористых сталей с высоким уровнем прочности и вязкости. Механическое легирование феррофосфором порошковых сталей позволяет снизить затраты на производство за счет исключения дорогих металлических добавок и уменьшения температуры спекания на 100 градусов. Кроме того, следует отметить сравнительно низкую стоимость и доступность сырья, про-мышленно выпускаемых в Свердловской области

7. Разработанные фосфористые стали обладают высоким запасом вязкости и достаточным уровнем прочности, а кроме того, повышенной активностью по отношению к спеканию, что позволило использовать их в качестве матрицы для упрочненных твердой фазой композиционных материалов. На основе механически легированной фосфористой стали разработан алмазосодержащий инструмент для резки природного камня. Опытная партия инструмента прошла промышленные испытания. Удельный расход алмазов был меньше заданного ГОСТом 16115-85 в 2 раза.

Основные положения диссертации изложены в следующих публикациях:

1. Оглезнева С.А., Онищак B.C. Разработка и внедрение технологических процессов производства изделий высокой группы сложности и плотности //Тез. докл.Госуд. науч.-техн. конф. "Проблемы современных материалов и технологий, производство наукоемкой продукции", Пермь, 1993 г.,4.1, С.236-238.

2. Оглезнева С.А., Онищак B.C. Разработка и освоение в опытно-промышленном производстве новых порошковых материалов и технологических лроцессов//Тез. докл.Госуд. науч.-техн. конф. "Проблемы современных материалов и технологий, производство наукоемкой продукции", Пермь, 1993 г.,4.11, С.40-41.

3. Разработать и освоить в опытно-промышленном производстве новые порошковые материалы, волокна и технологические процессы по-

лучения изделий для отраслей народного хозяйства Российской Федерации/У Онищак B.C., Оглезнева С.А., Терешин Н.В., Сметкин A.A./ Тез. докл. Российской конф."Проблемы современных материалов и технологий, производство наукоемкой продукции", Пермь, 1994 г., С.92.

4. Оглезнева С.А. Структура и свойства порошковых механически легированных фосфоросодержащих сталей// Проблемы современных материалов и технологий: Сб. научн. трудов/Под ред. В.Н.Анциферова.-Пермь, 1995:-С.189-193.

Б. Пещеренко С.Н., Оглезнева С.А. Иерархическое описание механического легирования с системе железо-фосфор-углерод//Тез. докл. конф. "Повышение качества изготовления и эксплуатационных характеристик деталей машин технологическими методами", Пермь, 1995 г., С. 96.

6. Анциферов В.Н.,Пещеренко С.Н., Оглезнева С.А. Взаимная диффузия б системе железо-феррофосфор// Физика металлов и металловедение, 1996, Т. 82, ВЬШ. 4, С. 130 - 135.

7. Пещеренко С.Н., Оглезнева С.А. Иерархическое описание механического легирования с системе железо-фосфор-углерод//Тез. докл. Межгосударственной научно-технической конференции "Проблемы развития металлургии Урала на рубеже XXI века", Магнитогорск, 1996 г.

8. Оглезнева С.А. Легирование порошковых сталей лигатурой фер-рофосфора // Проблемы современных материалов и технологий: Сб. научн. трудов/Под ред. В.Н.Анциферова.- Пермь, 1996.-С.189-194.

9. Пещеренко С.Н., Оглезнева С.А. Иерархическое описание механического легирования с системе железо-фосфор-углерод//В сб. "Проблемы развития металлургии Урала на рубеже XXI века", Магнитогорск, 1996 г. Т. 5, С.37-42.

10. Анциферов В.Н., Оглезнева С.А., Пещеренко С.Н. Механизм и кинетика процессов обработки порошковой смеси в высокоэнергетической мельнице//Физика и химия обработки материаяов, 1997,-N3, С. 88-93.

Сдано в печать 04.10.97 г. Формат 60x84/16. Объем I п.я. Тираж 100. Заказ 1184. Ротапринт ППУ.