Preview

Заводская лаборатория. Диагностика материалов

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков

Исследование твердых сплавов на основе карбида вольфрама методом послойного рентгеновского фазового анализа

https://doi.org/10.26896/1028-6861-2020-86-8-38-42

Полный текст:

Аннотация

В настоящее время улучшение физико-механических свойств твердых сплавов на основе WC – Co, широко применяемых при производстве конструкционных и инструментальных изделий, связывают с использованием технологий, которые позволяют формировать в сплавах однородную высокоплотную структуру. Незначительные отклонения содержания углерода от равновесного состояния приводят к образованию хрупких η-фаз (в частности, Co3W3C) и, соответственно, ухудшению механических свойств изделия. В работе представлены результаты исследования однородности фазового состава образцов твердых сплавов WC + 10 % Co, полученных с помощью плазмохимического синтеза и электроимпульсного плазменного спекания. Используя метод послойного рентгеновского фазового анализа, установили, что фазовый состав образцов неоднороден. Хрупкая η-фаза (Co3W3C) появляется на глубине ≥100 мкм, а после 200 мкм ее концентрация достигает постоянной величины — 18 ± 1 % масс. Это косвенно подтверждает гипотезу о диффузии углерода с графитовых пуансонов, контактирующих с поверхностью спекаемых образцов, и дает возможность расширить спектр параметров, влияющих на процесс электроимпульсного плазменного спекания.

Об авторах

К. Е. Сметанина
Национальный исследовательский нижегородский государственный университет имени Н. И. Лобачевского
Россия
Ксения Евгеньевна Сметанина


П. В. Андреев
Национальный исследовательский нижегородский государственный университет имени Н. И. Лобачевского; Институт химии высокочистых веществ имени Г. Г. Девятых РАН
Россия

Павел Валерьевич Андреев

603950, г. Нижний Новгород, пр. Гагарина, 23

603137, г. Нижний Новгород, ул. Тропинина, 49



Е. А. Ланцев
Национальный исследовательский нижегородский государственный университет имени Н. И. Лобачевского
Россия
Евгений Андреевич Ланцев


М. М. Востоков
Национальный исследовательский нижегородский государственный университет имени Н. И. Лобачевского
Россия
Михаил Михайлович Востоков


Н. В. Малехонова
Национальный исследовательский нижегородский государственный университет имени Н. И. Лобачевского
Россия
Наталья Викторовна Малехонова


Список литературы

1. Панов В. С., Чувилин А. М. Технология и свойства спеченных твердых сплавов и изделий из них. — М.: МИСИС, 2001. — 428 с.

2. Панов В. С. Возникновение и пути развития производства изделий из отечественных твердых сплавов (обзор) / Материаловедение. 2018. ¹ 1. С. 9 – 14. DOI: 10.1134/S2075113318040263.

3. Tokita M. Development of advanced Spark Plasma. Sintering (SPS) systems and its applications / Ceramic Transaction. 2006. Vol. 194. P. 51 – 60. DOI: 10.1002/9780470082751.ch4.

4. Cavaliere P. Spark Plasma Sintering of Materials. — Springer International Publishing, 2019. — 781 p. DOI: 10.1007/ 978-3-030-05327-7.

5. Munir Z., Anselmi-Tamburini U., Ohyanagi M. The effect of electric field and pressure on the synthesis and consolidation materials: a review of the spark plasma sintering method / J. Mater. Sci. 2006. Vol. 41(3). P. 763 – 777. DOI: 10.1007/ s10853-006-6555-2.

6. Курлов А. С., Гусев А. И. Физика и химия карбидов вольфрама. — М.: Физматлит, 2014. — 272 с.

7. Kwon Y., Kim H., Choi D., Kim J. Mechanical properties of binderless WC produced by SPS process / Novel materials processing by advanced electromagnetic energy sources. 2005. P. 275 – 279. DOI: 10.1016/B978-008044504-5/50056-8.

8. Chuvildeev V. N., Nokhrin A. V., Baranov G. V., et al. Study of the structure and mechanical properties of nano- and ultradispersed mechanically activated heavy tungsten alloys / Nanotechnologies in Russia. 2013. Vol. 8(1 – 2). P. 108 – 122. DOI: 10.1134/S1995078013010047.

9. Благовещенский Ю. В., Исаева Н. В., Благовещенская Н. В. и др. Методы компактирования наноструктурных вольфрам-кобальтовых сплавов из нанопорошков, полученных методом плазмохимического синтеза / Перспективные материалы. 2015. № 1. С. 5 – 21.

10. Исаева Н. В., Благовещенский Ю. В., Благовещенская Н. В. и др. Получение нанопорошков карбидов и твердосплавных смесей с применением низкотемпературной плазмы / Известия вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. 2013. № 3. С. 7 – 14. DOI: 10.17073/1997-308X-2013-3-7-14.

11. Tokita M. Spark Plasma Sintering (SPS) Method, Systems, and Applications. Handbook of Advanced Ceramics. — Academic Press, 2013. DOI: 10.1016/B978-0-12-385469-8.00060-5.

12. Olevsky E. A., Dudina D. V. Field-Assisted Sintering: Science and Applications. — Springer International Publishing, 2018. — 417 p. DOI: 10.1007/978-3-319-76032-2.

13. Chuvildeev V. N., Blagoveshchenskiy Yu. V., Nokhrin A. V., et al. Spark plasma sintering of tungsten carbide nanopowders obtained through DC arc plasma synthesis / Journal of Alloys and Compounds. 2017. Vol. 708. P. 547 – 561. DOI: 10.1016/j.jallcom.2017.03.035.

14. Smetanina K. E., Andreev P. V., Malekhonova N. V., Lantsev E. A. Optimization of the phase composition of hard alloys obtained by spark plasma sintering of powders WC + 10 % Co / Journal of Physics: Conference Series. 2019. Vol. 1347. P. 012064. DOI: 10.1088/1742-6596/1347/1/012064.

15. Андреев П. В., Сметанина К. Е., Ланцев Е. А. Рентгеновское исследование фазового состава мелкозернистых керамических материалов на основе карбида вольфрама / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2019. Т. 85 № 8. С. 37 – 42. DOI: 10.26896/1028-6861-2019-85- 8-37-42.


Для цитирования:


Сметанина К.Е., Андреев П.В., Ланцев Е.А., Востоков М.М., Малехонова Н.В. Исследование твердых сплавов на основе карбида вольфрама методом послойного рентгеновского фазового анализа. Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2020;86(8):38-42. https://doi.org/10.26896/1028-6861-2020-86-8-38-42

For citation:


Smetanina K.E., Andreev P.V., Lantsev E.A., Vostokov M.M., Malekhonova N.V. X-ray diffraction layer-by-layer analysis of tungsten carbide-based hard alloys. Industrial laboratory. Diagnostics of materials. 2020;86(8):38-42. (In Russ.) https://doi.org/10.26896/1028-6861-2020-86-8-38-42

Просмотров: 186


ISSN 1028-6861 (Print)
ISSN 2588-0187 (Online)