Статьи

 




dx.doi.org/ 10.18577/2307-6046-2021-0-11-66-81
УДК 669.018.95:661.878.621
А. Ю. Патрушев, Д. П. Фарафонов, М. М. Серов
БЕЗВОЛЬФРАМОВЫЕ ТВЕРДЫЕ СПЛАВЫ: МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ, СТРУКТУРА И СВОЙСТВА (обзор)

Представлен обзор научно-технической литературы и разработок в области без-вольфрамовых твердых сплавов (БВТС) или керметов – перспективных материалов нового поколения для изготовления металлообрабатывающих инструментов. Рассмотрены методы получения спеченных твердых сплавов, их структура и основные эксплуатационные свойства. Приведены основные направления повышения свойств твердых сплавов. Представлены результаты экспериментальных работ по получению БВТС методом высокоскоростной закалки расплава. Полученные материалы системы Fe–TiC–TiB2 демонстрируют физико-механические свойства на уровне спеченных твердых сплавов, но при этом содержат в 2–3 раза меньше карбидной фазы.

Ключевые слова: безвольфрамовый твердый сплав, кермет, карбидная фаза, карбид титана, карбид хрома, микроструктура, tungsten-free hard alloy, cermet, carbide phase, titanium carbide, chromium carbide, microstructure.

Введение

При разработке новых конструкционных материалов и изделий из них, прежде всего в авиационной и космической промышленности [1–3], предъявляется ряд требований к характеристикам инструментальных материалов (твердость, прочность, теплостойкость, экономичность и др.) для их обработки.

С целью повышения эксплуатационных характеристик металлообрабатывающего инструмента проводятся разработки в области создания перспективных безвольфрамовых твердых сплавов (БВТС). Безвольфрамовые твердые сплавы, или керметы, – спеченные твердые сплавы на основе карбида или карбонитрида титана с матричным металлическим связующим материалом в виде никеля, кобальта или их сплавов с упрочняющими добавками переходных металлов IV, V и VI групп (Мо, W, Cr, Nb и т. д.). Эти материалы имеют и свойства керамики (исключительные твердость и износостойкость, устойчивость к окислению, низкая адгезия к обрабатываемому материалу), и свойства металлов (высокие прочность и сопротивление удару). Важной отличительной особенностью БВТС, или керметов, является их микроструктура, а именно присутствие сложного карбида, образующего оболочечную структуру вокруг каждой частицы карбонитрида, которая обеспечивает прочную связь этих твердых частиц с пластичной металлической связкой.

Разработкой твердых сплавов как основного материала для создания инструментов с целью обработки металлов начали заниматься с середины XX в. [4]. Твердые сплавы, используемые для обработки резанием, должны обладать рядом свойств, а именно: высокими твердостью и прочностью, износо-, термо- и окалиностойкостью, малым коэффициентом трения. Материалами для изготовления твердых сплавов являются, как правило, порошкообразные твердые металлические карбиды (WC, TiC, Cr3C2, HfC, ZrC, TaC или сложные карбиды) и металлическая связка из никеля, кобальта, железа и их сплавов (рис. 1). Приблизительно 67 % от всего количества твердых сплавов используют при создании режущего инструмента [5]. Существует четыре основные группы инструментальных твердых сплавов, различающиеся составом карбидной основы: сплавы на основе карбида вольфрама, карбида вольфрама и титана, титанотанталовольфрамовая композиция и БВТС.

 

 

Рис. 1. СЭМ-изображение кермета системы WC–FeNi (стрелками указаны: темные участки – матричный материал (FeNi), светлые участки – карбидная фаза (WC)) [8]

 

Для сплавов на основе карбида вольфрама характерны высокие значения предела прочности при изгибе и вязкости (~1800 Н/мм2), но малые значения твердости (до 88 HRA) и теплостойкости [6]. Причем с увеличением содержания связующего металла повышается значение предела прочности при изгибе, однако снижаются значение твердости [7] и температура, при которой происходит схватывание с обрабатываемым материалом. Для этих сплавов также характерны низкие показатели коррозионной стойкости и стойкости к окислению при повышенных температурах.

На свойства твердого сплава существенное влияние оказывает размер зерна частиц карбида WC. Например, при величине зерна карбида вольфрама <1 мкм наблюдают более высокие значения твердости, вязкости разрушения, прочности при растяжении и изгибе, а также повышенную износостойкость; и наоборот – с увеличением размера зерна карбида значения данных свойств снижаются [5]. На рис. 2 представлена зависимость твердости спеченных твердых сплавов типа ВК от размера зерна карбида WC и содержания в сплаве металлического связующего – кобальта.

 

 

Рис. 2. Зависимость твердости сплавов типа ВК от содержания кобальта и размера зерна карбида, который составляет 1,64 (1); 3,2 (2) и 4,95 мкм (3)

 

В настоящее время наиболее распространенными сплавами на основе карбида вольфрама являются сплавы типа ВК (ВК6, ВК8, ВК10 и др.). В большинстве случаев такие сплавы применяют для обработки чугуна и других хрупких материалов, однако они непригодны для высокоскоростной обработки изделий ввиду их невысоких показателей жаростойкости и схватывания с обрабатываемым материалом. Для улучшения свойств сплавов данной группы, в частности показателей прочности и твердости, применяют различные методы термической обработки [9, 10], модифицирования структуры [11–15] и нанесения специальных покрытий [16, 17].

Сплавы, состоящие из титановольфрамовых карбидных композиций, имеют высокие значения твердости (до 92 HRA для сплава Т30К4 по ГОСТ 3882–74), тепло- и износостойкости по сравнению с вольфрамовыми сплавами, но при этом обладают меньшими по величине прочностными характеристиками. Карбид титана по сравнению с карбидом вольфрама имеет меньшую растворимость в металлах группы железа и поэтому обладает невысокой диффузией в них. Такая особенность позволяет применять твердые сплавы с карбидом титана при высоких скоростях резания с низким показателем свариваемости со стружкой обрабатываемого изделия. Титановольфрамовые сплавы типа ТК (Т5К10, Т15К6, Т30К4 и др.) используют при обработке стали на высоких скоростях резания.

Титанотанталовольфрамовые сплавы имеют более высокие прочностные свойства, но показатели твердости и теплостойкости у них значительно меньше, чем у титановольфрамовых сплавов. Кроме того, титанотанталовольфрамовые сплавы обладают высокими износостойкостью (при содержании карбида TaC в количестве 2–4 % (по массе) износостойкость в 2 раза больше), эксплуатационной прочностью и сопротивлением ударным нагрузкам, а также они устойчивы к вибрациям и выкрашиванию. Добавки карбида TaC способствуют уменьшению размера зерен (добавление карбида TaC в количестве 0,6 % (по массе) снижает размер карбидной фазы с 0,9 до 0,5 мкм для сплава ВК10 [18]), тем самым затормаживая процесс рекристаллизации карбидной фазы и повышая твердость сплавов. Такие сплавы можно спекать в более широком температурном диапазоне, и, следовательно, они менее чувствительны к пережогу (табл. 1) [4].

Таблица 1

Физико-механические свойства сплавов на основе карбида вольфрама

Сплав

Метод улучшения свойств

Предел прочности при растяжении, МПа

Плотность, г/см3

Твердость HRA

Ссылка

на источник

ВК8

Химико-термический

2996

1562 (HV)

[9]

1666

14,50–14,80

88,0

ГОСТ 3882–74

ВК10

Закалка в растворе

Введение добавки

2980

2449

14,40

87,3

92,5

[10]

[11]

1764

14,20–14,60

87,0

ГОСТ 3882–74

ВК15

Химико-термический

Модернизированный режим спекания

2070

13,97

1518 (HV)

1033 (HV)

[9]

[19]

1862

13,90–14,40

86,0

ГОСТ 3882–74

 

Сплавы, включающие карбид WC, подвергаются интенсивному износу при высоких скоростях резания, вследствие чего на поверхности обрабатываемой детали могут образовываться выкрашивания, что негативно сказывается на шероховатости поверхности изделия.

Начиная с 1980-х гг. проблеме разработки БВТС системы Ti(C, N)–Ni/Co–Mo во всем мире уделяется особое внимание ввиду повышения стоимости вольфрама (рис. 3). Безвольфрамовые твердые сплавы по сравнению со сплавами на основе карбидов вольфрама обладают меньшей прочностью при изгибе, однако при этом их значения твердости значительно больше (2000 HV ‒ у WC, 3000 HV ‒ у TiC). Кроме того, для БВТС характерны более низкая теплопроводность и высокий температурный коэффициент линейного расширения. Благодаря наличию карбидной фазы (TiC, Cr3C2, ZrC и др.) сплавы имеют высокие твердость и износостойкость. В табл. 2 представлены некоторые характеристики карбидов металлов.

 

 

Рис. 3. Динамика изменения цены концентрата оксида вольфрама на мировом рынке

 

Таблица 2

Физико-механические свойства карбидов металлов

Свойства

Значения свойств для карбидов

WC

TiC

Cr3C2

ZrC

NbC

HfC

VC

Тип кристалли-ческой решетки

Гексагональная

Кубическая

Ромбическая

Куби-ческая

Куби-ческая

Гранецентрированная

кубическая

Кубическая

Плотность, г/см3

15,80

4,93

6,68

6,78

7,56

12,70

5,77

Температура плавления, °С

2720

3147

1890

3400

3480

3890

2800

Связующий металл придает твердому сплаву определенные прочность и вязкость, необходимые при работе инструментов в условиях высоких нагрузок. Немаловажной характеристикой при разработке БВТС является краевой угол смачивания металлическим связующим карбидной фазы (табл. 3). Благодаря высокой смачиваемости (краевой угол смачиваемости близок к 0) обеспечиваются прочная связь по границам фаз и высокие плотность и прочность изделий из них после спекания. Кроме того, карбидная фаза должна обладать термодинамической прочностью, малыми скоростью диффузии в связующий металл и растворимостью в ней во избежание образования хрупких, вторичных фаз в спеченном материале.

 

Таблица 3

Смачиваемость карбидной фазы расплавленными металлами (среда ‒ вакуум) [20]

Карбидная фаза

Смачивающий металл

Температура плавления

металла, °С

Краевой угол

смачивания, градус

WC

Fe

Co

Ni

1490

1420

1380

~0

0

~0

TiC

Fe

Co

Ni

1550

1500

1450

41

5

30

Cr3C2

Fe

Co

Ni

1490

1420

1380

~0

~0

~0

ZrC

Fe

Co

Ni

1490

1420

1380

45

36

24

HfC

Fe

Co

Ni

1490

1420

1380

45

40

23

VC

Fe

Co

Ni

1490

1420

1380

20

13

17

NbC

Fe

Co

Ni

1490

1420

1380

25

14

18

 

В отличие от твердых сплавов, содержащих вольфрам, БВТС обладают рядом преимуществ: высокая окалиностойкость, стойкость к окислению на воздухе, хорошие показатели скольжения, которые облегчают сход стружки по поверхности инструмента и др. Безвольфрамовые твердые сплавы характеризуются повышенной жаростойкостью из-за образования на поверхности изделий тонкой оксидной пленки. Причем такая пленка обладает хорошей адгезией и выступает в качестве твердой смазки в процессе эксплуатации инструмента при повышенных температурах.

К недостаткам БВТС по сравнению со сплавами, содержащими карбид вольфрама, следует отнести низкие значения прочности и модуля упругости, а также склонность к трещинообразованию. Кроме того, такие сплавы более чувствительны к тепловым и ударным нагрузкам.

В настоящее время серийное применение для получистового и чистового точения, а также фрезерования углеродистых, легированных и жаропрочных сталей нашли БВТС таких марок, как ТН-20, КТН-16 [21], КТН-20, КТН-30 и др.

Технологические особенности изготовления безвольфрамовых твердых сплавов

Классическая технологическая цепочка изготовления БВТС представлена на рис. 4.

 

 

Рис. 4. Типичная схема изготовления безвольфрамовых твердых сплавов

 

На структуру и свойства сплавов существенное влияние оказывает интенсивность размола порошков карбидов и связующих металлов при изготовлении смесей. Так, в процессе размола увеличивается дефектность зерен, возрастает запас свободной энергии. При спекании такие порошки более склонны к интенсивному и неравномерному росту зерен карбидной фазы. Смешивание порошков карбидной фазы с металлическим связующим материалом проводят, как правило, с добавлением спирта для предотвращения окисления.

Спекание твердых сплавов является заключительной операцией при изготовлении деталей из твердых сплавов. Процесс спекания проводят в вакууме или среде водорода при температуре меньше температуры плавления карбида. Жидкая фаза образуется благодаря плавлению матричной металлической связки. Жидкий металл смачивает зерна карбидной фазы и незначительно растворяет ее с последующей кристаллизацией при остывании. Важно, чтобы процесс проходил в бескислородной среде, поскольку присутствие кислорода в карбидной фазе повышает угол смачиваемости. При достижении температуры плавления эвтектики «карбид–связующий металл» в системе образуется жидкая фаза и процесс спекания в значительной степени определяется условиями взаимодействия карбида и связующей фазы, которые для каждой системы индивидуальны. В присутствии расплава существенно увеличивается скорость диффузии компонентов, что облегчает перемещение твердых частиц относительно друг друга.

Другими направлениями усовершенствования БВТС являются изменение состава металлического связующего, например путем добавления в композицию TiN, WC и других фаз, а также совершенствование технологии и оборудования для изготовления композиций БВТС и изделий из них. Рассмотрим более подробно возможные методы повышения свойств БВТС.

Безвольфрамовые твердые сплавы системы TiC(TiN)–Ni(Co)–Mo

Одними из наиболее широко распространенных и изученных твердых сплавов на безвольфрамовой основе являются сплавы с карбидом титана [22–27]. В пользу выбора титана в качестве основного элемента для замены дорогостоящего вольфрама свидетельствует его распространенность в земной коре (четвертое место после алюминия, железа и магния) [28]. Сам карбид титана в качестве твердого наполнителя благодаря высокой температуре плавления и микротвердости (табл. 2) чаще остальных карбидов используют при разработке БВТС.

Так, разработан ряд сплавов на основе карбида титана с легированной сталью или с жаропрочным никелевым сплавом в качестве матричных материалов. Твердые сплавы марок КТС-1 и КТС-2 содержат 15–17 % (по массе) Ni и 7–9 % (по массе) Mo, а сплавы группы ТН – от 16 до 30 % (по массе) Ni и от 5 до 9 % (по массе) Mo, остальное – карбид TiC [29]. Главным достоинством таких сплавов является возможность их эксплуатации при повышенных температурах. Сплавы со стальной связкой можно эксплуатировать при температурах до 500–700 °С, а сплавы со связкой из жаропрочного никелевого сплава – вплоть до 950–1000 °С [30].

Для получения БВТС на основе карбида титана в качестве металлической связующей фазы, как правило, используют бинарные системы: TiNi, NiCr, NiCo. В работе [31] установлено, что при жидкофазном спекании системы TiC–TiNi наблюдается перераспределение атомов титана, никеля и углерода. Вследствие большого сродства титана к углероду происходит обеднение связующей фазы по титану и образуется карбид титана. В результате образуется фаза Ni3Ti, обладающая повышенной хрупкостью, что влечет за собой уменьшение прочности твердого сплава. В работе [32] установлено, что добавление порошка титана в процессе смешивания порошков армирующей и матричной компонент замедляет рост зерен карбидной фазы в процессе спекания.

Добавление молибдена в металлическую связку [33] позволяет значительно уменьшить краевой угол смачивания при спекании и существенно увеличить прочность твердого сплава. Известно также, что при растворении молибдена в карбиде TiC на поверхности последнего образуется мелкозернистая структура, благодаря которой повышаются значения прочности и твердости сплава. В работе [23] отмечается, что добавление в композицию Mo в количестве до 1,8 % (объемн.) ведет к увеличению микротвердости до 11,4 ГПа по сравнению с показателем 9,2 ГПа, характерным для композиции TiC–NiTi, вследствие взаимодействия молибдена с NiTi-матрицей и образованием фазы (Ti, Mo)C.

Добиться значительного улучшения свойств (прочности и твердости) возможно также благодаря совершенствованию микроструктуры БВТС путем устранения дефектов в микроструктуре с помощью модифицирования поверхности. В работе [34] отмечается увеличение значений микротвердости композиции TiC–TiNi благодаря образованию закалочных точечных дефектов, полученных вследствие облучения поверхности образцов пучком ионов аргона и циркония. После проведения электронно-пучковой обработки образцов из БВТС карбидом TiC с Ni–Cr–Al-матрицей, представленной в работе [35], износостойкость материала увеличивается (рис. 5), а выкрашивания режущей кромки устраняются. Кроме того, известен способ улучшения свойств БВТС за счет нанесения на поверхность изделий наноструктурированных многослойно-композиционных покрытий [36]. Нанокомпозиции Ti–TiN–TiCrAlN и Ti–TiN–TiZrCrN обеспечивают малую интенсивность износа инструмента, а также повышают его твердость и прочность.

 

Рис. 5. Влияние длительности импульсов при электронно-пучковом облучении мощностью 20 (■), 30 (●), 40 (▲) 50 (▼) и 60 Дж/см2 (♦) на стойкость экспериментальных образцов [35]

 

Повышение значений прочности и уменьшение показателя твердости соединений металлов V и VI групп связано с увеличением числа неспаренных электронов у металлических атомов. Повышенная пластичность нитрида TiN по сравнению с карбидом TiC связана с тем, что атом титана имеет больше неспаренных электронов, чем может принять для спаривания азот [37]. Излишний электрон образует металлическую связь, и благодаря этому повышается пластичность соединения.

По сравнению с карбидами других металлов (HfC, ZrC, TaC, NbC, VC) карбид титана более технологичен при получении и обработке, его производство не является дорогостоящим, а свойства близки к свойствам карбида вольфрама. Серийно выпускаемые БВТС имеют приблизительно следующий химический состав, % (по массе): 47–70 – TiC, 12–14 – Ni, 17–45 – Mo2C; прочность при изгибе составляет 900–1450 МПа, а твердость – до 92 HRA.

К недостаткам сплавов на основе карбида титана следует отнести высокое химическое сродство титана к кислороду с возможностью образования оксикарбидов TiCO или оксикарбонитридов TiCNO, что негативно сказывается на смачиваемости частиц.

 

Безвольфрамовые твердые сплавы, содержащие карбид хрома

Основным компонентом коррозионностойких твердых сплавов является недорогой, легко получаемый карбид Cr3C2. Сплавы с его добавками имеют высокие показатели износоустойчивости и жаростойкости по сравнению с карбидом титана.

В работах [38–41] представлены исследования по влиянию карбида Cr3C2 в композиции с целью повышения трибологических свойств изделий. На рис. 6 видно, что сплав, включающий в состав карбид хрома в количестве 20 % (по массе), обладает меньшей скоростью износа по сравнению со сплавом системы WC–Co. Это связано с тем, что карбид Cr3C2 обладает хорошей защитой от истирания и эрозионной стойкостью. Отмечено также, что в процессе трения на поверхности образца образуются вторичные фазы, которые препятствуют образованию коррозии.

В работе [42] изготовлены образцы из сплавов составов Cr3C2–25NiCr и WC–20Cr3C2–7Ni с целью изучения свойств образцов, полученных одним из видов электроискрового спекания. В ходе проведенных исследований установлено, что сплав состава Cr3C2–25NiCr обладает большей трещиностойкостью по сравнению со сплавом состава WC–20Cr3C2–7Ni (13,5 и 10,0 МПа√м соответственно), но меньшими показателями микротвердости (1060 и 1110 HV соответственно).

 

Рис. 6. Зависимость коэффициента трения для сплавов составов WC–12Co (■) и
WC–20Cr3C2–7Ni () от продолжительности трения под нагрузкой 6,7 Н [39]

 

В статье [43] представлено исследование БВТС на основе карбида Cr3C2 с металлическим связующим Fe–Ti. Отмечено, что в процессе спекания композиции Cr3C2–Fe–Ti при температуре ˃1000 °С происходит диффузия хрома и углерода в металлическую матрицу с образованием твердого раствора (Cr, Fe)23C6 и карбида TiC. В результате значения твердости БВТС тем больше, чем большее количество карбида хрома присутствует в сплаве, однако использование его крупнозернистых частиц не обеспечивает требуемого уровня механических свойств. В табл. 4 приведены составы и физико-механические свойства сплавов системы Cr3C2–Fe–Ti.

 

Таблица 4

Химический состав, технологические параметры

и свойства сплава системы Cr3C2FeTi [43]

Химический

состав, % (по массе)

Смешивание

Температура спекания, °С

Продолжи-тельность

спекания, мин

Твердость HV30, ГПа

Трещино-стойкость, МПа·м1/2

Cr3C2

Fe

Ti

50

40

10

Аттритор

1390

30

979±95

7,8±0,8

60

32

8

Аттритор

1450

30

995±11

4,8±0,5

60

32

8

Шаровая мельница

1450

30

1008±21

5,5±0,4

70

24

6

Аттритор

1420

30

1180±19

5,6±0,9

70

24

6

Аттритор

1470

30

1349±17

3,9±0,2

70

24

6

Аттритор

1420

60

1067±20

7,7±0,7

70

24

6

Шаровая мельница

1420

30

1274±33

5,4±0,1

70

24

6

Шаровая мельница

1470

30

1133±31

5,4±0,1

70

24

6

Шаровая мельница

1420

60

1163±6

6,0±0,4

 

Проведенные исследования показали, что добавление карбида хрома в определенных пропорциях позволяет повысить показатели износоустойчивости, пластичности и коррозионной стойкости БВТС. Это делает карбид Cr3C2 весьма важной составляющей в изделиях из безвольфрамовых и спеченных твердых сплавов, подверженных ударным нагрузкам, работающих в условиях агрессивных сред и при высоких температурах. Однако карбид хрома требователен к фракционному составу и методам приготовления.

 

Безвольфрамовые твердые сплавы, содержащие карбиды ZrС, TaC, VC, NbC

Добавки карбида циркония в составы БВТС и малосодержащих вольфрам твердых сплавов (МВТС) применяют с целью модифицирования структуры и улучшения физико-механических свойств. На рис. 7 приведена структура керметов системы TiC–ZrC–Co–Ni с различным содержанием карбида циркония. На рис. 7, а изображена система TiC–Co–Ni, где серые зерна – карбидная фаза, черные ядра – нерастворенный карбид TiC, а светлые участки – связующий металл системы Co–Ni. Видно, что с добавлением карбида ZrC (рис. 7, б) количество нерастворенной TiC-фазы существенно уменьшается. С увеличением содержания карбида циркония объемная доля карбида титана (серые участки) уменьшается, а объемная доля связующего металла системы Co–Ni увеличивается. Кроме того, с повышением содержания карбида ZrC (рис. 7, в и г) вокруг нерастворенного карбида TiC наблюдаются светлые участки, состоящие из Zr, Ti, C и представляющие собой твердый раствор (Zr, Ti)C. Их концентрация возрастает по мере увеличения количества карбида циркония, введенного в состав кермета.

 

 

Рис. 7. Микроструктура кермета системы TiC–Co–Ni без добавления карбида циркония (а) и с его содержанием в количестве 10 (б), 20 (в) и 30 % (по массе) (г) [44]

 

Исследования, проведенные в работе [44], показывают, что добавление карбида ZrC в количестве до 10 % (по массе) повышает трещиностойкость и значения предела прочности материала. Дальнейшее увеличение содержания карбида циркония ведет к ухудшению данных свойств вследствие его плохой смачиваемости, по сравнению с карбидом TiC, и образованию пор. К аналогичным выводам приходят авторы работы [45], в которой исследованы образцы с содержанием карбида циркония в количестве 10, 15, 20 и 25 % (объемн.). На рис. 8 представлена диаграмма изменения относительной плотности образцов в зависимости от содержания карбида ZrC [44, 45]. Одновременно с уменьшением значений относительной плотности наблюдается снижение значений микротвердости образцов. Положительное влияние на стойкость к окислению кермета системы Ti(C, N)–WC–NbC–ZrC–Co–Ni после введения карбида циркония рассмотрено в работе [46]. Так, прирост массы при окислении кермета, содержащего карбид ZrC в количестве 5 % (по массе), после выдержки в течение 100 ч при температуре 750 °C составляет 2,8·10–6 г/мм2.

 

 

Рис. 8. Диаграмма изменения относительной плотности образцов в зависимости от объемного (1) [45] и массового содержания (2) [46] карбида циркония (ZrC)

 

Влияние карбидных фаз TaC, VC, ZrC и NbC на структуру и свойства сплава системы Ti(C, N)–Ni–Co более подробно рассмотрено в работе [47]. В табл. 5 приведены некоторые механические свойства БВТС.

 

Таблица 5

Механические свойства сплава системы Ti(C, N)–NiCo [47]

Карбидная фаза

Содержание

в сплаве,

% (по массе)

Плотность, г/см3

Поперечная

прочность

при разрыве, МПа

Твердость HV10, ГПа

Трещино-стойкость,

МПа·м1/2

TaC

4,98

7,08

1690±118

1596±30

9,2

VC

1,67

6,96

2099±85

1608±45

10,3

ZrC

2,73

7,04

1385±68

1632±28

8,4

NbC

2,78

7,06

1563±65

1584±52

8,9

 

Следует отметить, что добавление карбида ванадия позволяет получить БВТС с большей поперечной прочностью при разрыве (на 20 %) и повышенной трещиностойкостью среди карбидов Ta, Zr, Nb, V. Данные преимущества можно объяснить лучшей смачиваемостью карбида ванадия металлическим связующим материалом.

Из результатов исследования, приведенных ранее, можно заключить, что в зависимости от назначения БВТС или МВТС включение в их состав некоторого количества карбидных фаз ZrС, TaC, VC, NbC может положительно влиять на свойства сплавов.

 

Микрокристаллические твердые сплавы

Результаты анализа научно-технической литературы в области спеченных твердых сплавов показывают, что, обладая рядом преимуществ, они имеют и недостатки – химическая ликвация, образование хрупких фаз и т. п.

Работы по совершенствованию твердых сплавов продолжаются. При этом наблюдается тенденция к уменьшению размера зерна [48], которое ведет к повышению технологических свойств сплава, а именно к увеличению значений твердости и прочности при изгибе. Повышение прочности при изгибе улучшает прочность режущей кромки инструмента, благодаря чему его износ снижается. Кроме того, уменьшение размера зерна способствует снижению теплопроводности твердого сплава и увеличению количества тепла, уходящего в стружку [49].

Принципиально новым подходом в производстве изделий, изготавливаемых из твердых сплавов, является не совершенствование уже разработанных сплавов, а получение нетрадиционных по составу сплавов с микрокристаллической (или аморфной) структурой и целым комплексом уникальных свойств. Такие материалы можно получать с помощью одной из разновидностей высокоскоростной закалки расплава – экстракции висящей капли расплава [50]. При условии достижения скорости охлаждения ~105 К/с возможно получение аморфных по структуре материалов, свойства которых при подборе оптимальных режимов термической обработки регулируют в зависимости от решаемых задач.

Для исследований изготовлены образцы из порошковой смеси железа, карбида титана и диборида титана. Из смеси порошков после операций прессования и спекания получены длинномерные образцы. Состав спеченных заготовок следующий, % (по массе): 15 – TiC, 15 – TiB2, остальное – Fe. В результате быстрой закалки получены микрокристаллические волокна с эффективным сечением 80 мкм. Размер зерна в образцах, благодаря высокоскоростной закалке, преимущественно находился в интервале 0,08–0,60 мкм, в то время как в спеченных образцах – в пределах 0,3–10,0 мкм. Кроме того, высокоскоростная закалка расплава обеспечила получение образцов с равномерным распределением карбида TiC и диборида TiB2.

Установлено, что благодаря мелкозернистой структуре значительно улучшаются физико-механические свойства образцов. На рис. 9 представлена микротвердость быстрозакаленных образцов из сплава состава Fe–15TiC–15TiB2, которая при комнатной температуре достигает значения 17 ГПа, что сравнимо со значениями микротвердости спеченных твердых сплавов марок ВК8 и Т15К6. Но принципиальное отличие быстрозакаленных образцов из МВТС и БВТС, а также сплавов на основе карбида вольфрама, полученных традиционными методами, заключается в высоком содержании металлического связующего, которое должно повысить значения пластичности и ударной вязкости. С повышением температуры отжига происходит снижение твердости образцов вследствие распада быстрозатвердевшей структуры и увеличения размеров упрочняющих частиц.

На основании приведенных ранее результатов исследования микротвердости можно заключить, что высокоскоростная закалка расплава позволяет получать твердые сплавы, не уступающие по свойствам известным спеченным твердым сплавам. Для определения оптимальных составов различных систем сплавов и изучения их свойств требуются дальнейшие исследования.

 

Рис. 9. Зависимости микротвердости быстрозакаленных образцов из сплава состава
Fe–15TiC–15TiB2 (1) и карбидостали (2) от температуры отжига

 

Заключения

Результаты анализа научно-технической литературы показали, что ведутся разработки по созданию новых и совершенствованию уже существующих материалов, отвечающих современным эксплуатационным требованиям, для изготовления инструментов, применяемых в области металлообработки резанием и давлением.

Основные тенденции развития БВТС – это повышение свойств металлических связующих материалов, непосредственно карбидной фазы, а также подбор оптимального связующего; разработка и подбор технологических параметров изготовления спеченных твердых сплавов и технологических параметров повышения физико-механических свойств изделий из спеченных твердых сплавов.

В настоящее время особое внимание уделяется разработке БВТС, обладающих рядом уникальных физико-механических свойств (твердость, пластичность, трещиностойкость, коррозионная стойкость, теплостойкость и др.), которые способны заменить спеченные твердые сплавы на вольфрамовой основе во многих областях производства. Кроме того, исходные материалы для спеченных твердых сплавов на безвольфрамовой основе имеют невысокую стоимость, что делает их более привлекательными с экономической точки зрения.

Новым подходом в создании изделий из нетрадиционных по составу твердых сплавов с микрокристаллической (или аморфной) структурой является использование одного из методов высокоскоростной закалки расплава – экстракции висящей капли расплава.


ЛИТЕРАТУРА REFERENCE LIST
1. Каблов Е.Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» // Авиационные материалы и технологии. 2015. № 1 (34). С. 3–33. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-1-3-33.
2. Каблов Е.Н. Материалы нового поколения и цифровые технологии их переработки // Вестник Российской академии наук. 2020. Т. 90. № 4. С. 331–334. DOI: 10/31857/S0869587320040052.
3. Гращенков Д.В. Стратегия развития неметаллических материалов, металлических композиционных материалов и теплозащиты // Авиационные материалы и технологии. 2017. № S. С. 264–271. DOI: 10.18577/2071-9140-2017-0-S-264-271.
4. Киффер Р.О., Бенезовский Ф.О. Твердые сплавы: пер. с нем. М.: Металлургия, 1971. 392 с.
5. Фальковский В.А., Клячко Л.И. Твердые сплавы. М.: Руда и металлы, 2005. 492 с.
6. ГОСТ 3882–74. Сплавы твердые спеченные. Марки. М.: Изд-во стандартов, 1998. 12 с.
7. Тюрин А.Г., Разумаков А.А., Терентьев Д.С., Нагавкин С.Ю., Иванцивский В.В. Исследование структуры и свойств твердых сплавов с градиентным строением // Обработка металлов. 2012. № 4 (57). С. 86–91.
8. Humphry-Baker S.A., Ramanujam P., George D.W. et al. Ablation resistance of tungsten carbide cermets under extreme conditions // International jornal of refractory metals and hard materials. 2020. No. 93. Art. 105356. DOI: 10.1016/j.ijrmhm.2020.105356.
9. Богодухов С.И., Гарипов В.С., Шеин Е.А., Ясаков А.С. Химико-термическая обработка твердых сплавов группы ВК // Вестник ОГУ. 2011. № 10 (129). С. 221–226.
10. Осколкова Т.Н., Батаев А.А., Тюрин А.Г., Козырев Н.А., Федоров А.А. Исследование структуры и свойств твердого сплава ВК10КС после закалки в водополимерной среде Термовит М // Обработка металлов. 2014. № 4 (65). С. 36–42.
11. Федоров Е.М., Цеменко В.Н., Румянцев В.И. Влияние добавки наноразмерного карбида вольфрама на структуру и свойства спеченного твердого сплава ВК10ХОМ // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. 2013. № 3 (178). С. 156–162.
12. Востриков Я.А., Верхотуров А.Д., Бурков А.А. Повышение жаростойкости и износостойкости вольфрамосодержащих твердых сплавов методом ЭИЛ // Ученые записки Комсомольского-на-Амуре государственного технического университета. 2017. № 11-1 (30). С. 90–99.
13. Каблов Е.Н., Лукина Е.А., Заводов А.В., Ефимочкин И.Ю. Формирование структуры твердых сплавов на основе системы WC–Co с субмикронным зерном в присутствии ингибирующих добавок // Труды ВИАМ. 2020. № 4–5 (88). Ст. 10. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 01.07.2021). DOI: 10.18577/2307-6046-2020-0-45-89-99.
14. Трофименко Н.Н., Ефимочкин И.Ю., Дворецков Р.М., Батиенков Р.В. Получение мелкозернистых твердых сплавов системы WC–Co (обзор) // Труды ВИАМ. 2020. № 1 (85). Ст. 09. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 01.07.2021). DOI: 10.18577/2307-6046-2020-0-1-78-91.
15. Маликов А.А., Маркова Е.В., Чечуга О.В. Применение электроискровых методов упрочнения поверхности для повышения эксплуатационной стойкости инструментов // Авиационные материалы и технологии. 2018. № 4 (53). С. 19–25. DOI: 10.18577/2071-9140-2018-0-4-19-25.
16. Yung D., Zikin A., Hussainova I. et al. Tribological performances of ZrC–Ni and TiC–Ni cermet reinforced PTA // Surface & Coatings Technology. 2017. No. 309. Р. 497–505. DOI: 10.1016/j.surfcoat.2016.11.099.
17. Бобылев Э.Э. Структурообразование функциональных диффузионных покрытий, формирующихся на твердых сплавах типа ТК и ВК // Инженерный журнал: наука и инновации. 2019. № 1. C. 1–14. DOI: 10.18698/2308-6033-2019-1-1845.
18. Панов В.С., Зайцев А.А. Твердые сплавы WC–Co, легированные карбидом тантала (обзор) // Известия вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. 2015. № 2. С. 44–48. DOI: 10.17073/1997-308X-2015-2-44-48.
19. Курганова Ю.А., Панина К.С., Бешенков П.С. Анализ возможности повышения свойств материала ВК15 для бурового инструмента // Записки Горного института. 2018. Т. 233. С. 518–524. DOI: 10.31897/PMI.2018.5.518.
20. Самсонов Г.В., Виницкий И.М. Тугоплавкие соединения: справочник. 2-е изд. М.: Металлургия, 1976. 560 с.
21. ГОСТ 26530–85. Сплавы твердые спеченные безвольфрамовые. М.: Изд-во стандартов, 1985. 7 с.
22. Novikov A.V., Kul'kob S.N., Panin V.E. Effect of hot extrusion on the structural state of the TiC–NiTi hard alloy // Soviet powder metallurgy and metal ceramics. 1990. Vol. 29 (6). P. 497–501.
23. Liu B.H., Shuigen V.H., Jan V.J. Influence of Mo addition on the microstructure and mechanical properties of TiC–NiTi cermets // Journal of Alloys and Compounds. 2017. Vol. 712. P. 579–587. DOI: 10.1016/j.jallcom.2017.04.151.
24. Liu Y., Bao-Hai Y., De-Hui G. et al. Microstructure and properties of TiC/NiCr cermets produced by partial liquid-phase sintering // Journal of materials science letters. 2001. Vol. 20 (7). P. 619–620. DOI: 10.1023/A:1010965216385.
25. Atefeh A., Zohreh S., Gokuldoss K., Filippo B. In situ fabrication of TiC–NiCr cermets by selective laser melting // International Journal of Refractory Metals and Hard Materials. 2019. Vol. 87. Art. 105171. DOI: 10.1016/j.ijrmhm.2019.105171.
26. Dunand D.C., Fukami-Ushiro K.L., Mari D. et al. Mechanical Properties of NiTi–TiC Shape-Memory Composites // MRS Proceedings. 1996. Vol. 459. P. 131.
27. Акимов В.В. Механизм жидкофазного спекания твердосплавных композитов TiC–TiNi // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. 2006. № 6. С. 33–35.
28. Гуляев А.П. Металловедение: учебник для вузов. 6-е изд., перераб. и доп. М.: Металлургия, 1986. 544 с.
29. Афонин В.К., Ермаков Б.С., Лебедев Е.Л. Металлы и сплавы: справочник. СПб.: АНО НОП «Профессионал», 2003. 1066 с.
30. Логинов Ю.Н. Технология производства заготовок из твердых сплавов: учеб. пособие. Свердловск: Изд. им. С.М. Кирова, 1984. 53 с.
31. Акимов В.В. Разработка состава и технологии спекания дисперсно-упрочненных композиционных материалов TiC–TiNi с повышенными вязкоупругими свойствами: автореф. дис. … д-ра техн. наук. Барнаул, 2007. 35 c.
32. Акимов В.В. Механизм жидкофазного спекания твердосплавных композитов TiC–TiNi // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. 2006. № 6. С. 33–35.
33. Панов В.С., Чувилин А.М., Фальковский В.А. Технология и свойства спеченных твердых сплавов и изделий из них. М.: МИСиС, 2004. 462 с.
34. Акимов В.В., Мишуров А.Ф., Негров Д.А. и др. Изменение микротвердости безвольфрамовых твердых сплавов при их облучении газометаллическим пучком ионов аргона и циркония // Вестник ЮУГУ. 2019. Т. 19. С. 19–26.
35. Моховиков А.А., Шамарин Н.Н. Исследование стойкости безвольфрамового твердого сплава на основе карбида титана в условиях резания // Инженерный вестник Дона. 2015. Т. 2. Ст. 7. URL: http://www.ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2p2y2015/2957 (дата обращения: 02.07.2021).
36. Верещака А.А., Хожаев О.Х. Повышение эксплуатационных характеристик инструмента из безвольфрамовых твердых сплавов с помощью наноструктурированных многослойно-композиционных покрытий // Вестник БГТУ. 2014. Т. 3 (43). С. 20–25.
37. Панов В.С., Чувилин А.М. Технология и свойства спеченных твердых сплавов и изделий из них: учеб. пособие для вузов. М.: МИСиС, 2001. 428 с.
38. Vynar V. Effect of components on the tribocorosion properties of tungsten-carbide cermets // Materials Science. 2016. Vol. 51 (6). P. 869–876.
39. Mekgwe G.N., Tuckart W.R. Effect of CrC–Ni on the tribological behaviour of WC cemented carbide // 4th International conference materials science and engineering. 2019. No. 499. Art. 012012. DOI: 10.1088/1757-899X/499/1/012012.
40. Ganguly A., Murthy V., Kannoorpatti K. Structural and electronic properties of chromium carbides and Fe-substituted chromium carbides // Materials Research Express. 2020. Vol. 7 (5). Art. 056508. DOI: 10.1088/2053-1591/ab8cf9.
41. Antonov M., Hussainova I. Subsurface of Cr3C2–Ni cermets modified by wear // Proceedings of the 10th international conference of the European society. Baden-Baden, 2008. P. 632–640.
42. Lagos M.A., Agote I., Leizaola I. Fabrication of chromium carbide cermets by electric resistance sintering process: Processing, microstructure and mechanical propetries // International journal of refractory metals and hard materials. 2020. P. 88–94. DOI: 10.1016/j.ijrmhm.2020.105417.
43. Kolnes M., Pirso J. Strucrure formation and characteristics of chromium carbide-iron-titanium cermets // Proceedings of the Estonian Academy of sciences. 2016. Vol. 65. No. 2. Р. 138–143. DOI: 10.3176/proc.2016.2.09.
44. Zhang X., Liu N. Effects of ZrC on microstructure, mechanical properties and thermal shock resistance of TiC–ZrC–Co–Ni cermets // Materials Science & Engineering. 2013. A 561. Р. 270–276. DOI: 10.1016/j.msea.2012.11.003.
45. Li S., Zhu Y., Chai J. et al. Effects of ZrC content on the microstructure and mechanical property of ZrC/ZTA composites consolidated by hot pressing // Journal of Alloys and Compounds. 2020. No. 860. Art. 158402. DOI: 10.1016/j.jallcom.2020.158402.
46. Kang X., Lin N., He Y., Zhang M. Influence of ZrC addition on the microstructure, mechanical properties and oxidation resistance of Ti(C, N)-based cermets // Ceramics international. 2018. P. 1151–11159. DOI: 10.1016/j.ceramint.2018.03.131.
47. Xiong H., Xie D., Chen J. et al. Ti(C, N)-based cermets with strengthened interfaces: Roles of secondary cubic carbides // Journal American ceramic society. 2020. No. 103. Р. 1582–1592. DOI: 10.1111/jace.16893.
48. Westphal H. Bearbeitung schwerzerspanbarer Werkstoffe // Moderne Zerspannungswerkzeuge in optimierten Prozessketten. 2002. No. 56. Р. 167–172.
49. Бурков П.В. Структурообразование, фазовый состав и свойства композиционных материалов: автореф. дис. … канд. техн. наук. Барнаул, 2009. 34 с.
50. Серов М.М., Борисов Б.В. Получение металлических волокон и пористых материалов из них методом экстракции висящей капли расплава // Технология легких сплавов. 2007. № 3. С. 62–65.
1. Kablov E.N. Innovative developments of FSUE «VIAM» SSC of RF on realization of «Strategic directions of the development of materials and technologies of their processing for the period until 2030». Aviacionnye materialy i tehnologii, 2015, no. 1 (34), pp. 3–33. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-1-3-33.
2. Kablov E.N. New generation materials and digital technologies for their processing. Vestnik Rossiyskoy akademii nauk, 2020, vol. 90, no. 4, pp. 331–334. DOI: 10.31857/S0869587320040052.
3. Grashchenkov D.V. Strategy of development of non-metallic materials, metal composite materials and heat-shielding. Aviacionnye materialy i tehnologii, 2017, no. S, pp. 264–271. DOI: 10.18577/2071-9140-2017-0-S-264-271.
4. Kieffer R.O., Benezovsky F.O. Hard alloys: per. with him. Moscow: Metallurgiya, 1971, 392 p.
5. Falkovsky V.A., Klyachko L.I. Hard alloys. Moscow: Ore and Metals, 2005, 492 p.
6. State Standard 3882–74. Sintered hard alloys. Stamps. Moscow: Publishing house of standards, 1998, 12 p.
7. Tyurin A.G., Razumakov A.A., Terentyev D.S., Nagavkin S.Yu., Ivantsivsky V.V. Investigation of the structure and properties of hard alloys with a gradient structure. Processing of metals, 2012, no. 4 (57), pp. 86–91.
8. Humphry-Baker S.A., Ramanujam P., George D.W. et al. Ablation resistance of tungsten carbide cermets under extreme conditions. International journal of refractory metals and hard materials, 2020, no. 93. Art. 105356. DOI: 10.1016/j.ijrmhm.2020.105356.
9. Bogodukhov S.I., Garipov V.S., Shein E.A., Yasakov A.S. Chemical heat treatment of hard alloys of the VK group. Vestnik OGU, 2011, no. 10 (129), pp. 221–226.
10. Oskolkova T.N., Bataev A.A., Tyurin A.G., Kozyrev N.A., Fedorov A.A. Investigation of the structure and properties of the VK10KS hard alloy after quenching in a water-polymer environment Termovit M. Obrabotka metallov, 2014, no. 4 (65), pp. 36–42.
11. Fedorov E.M., Tsemenko V.N., Rumyantsev V.I. Influence of the addition of nanosized tungsten carbide on the structure and properties of the sintered hard alloy VK10KHOM. Nauchno-tekhnicheskiye vedomosti Sankt-Peterburgskogo gosudarstvennogo politekhnicheskogo universiteta, 2013, no. 3 (178), pp. 156–162.
12. Vostrikov Ya.A., Verkhoturov A.D., Burkov A.A. Increase of heat resistance and wear resistance of tungsten-containing hard alloys by ESA method. Uchenye zapiski Komsomol'skogo-na-Amure gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta, 2017, no. 11-1 (30), pp. 90–99.
13. Kablov E.N., Lukina E.A., Zavodov A.V., Efimochkin I.Yu. The formation of structure in ultrafine WC–Cо carbide material in the presence of inhibitory additives. Trudy VIAM, 2020, no. 4-5 (88), paper no. 10. Available at: http://www.viam-works.ru (accessed: July 1, 2021) DOI: 10.18577/2307-6046-2020-0-45-89-99.
14. Trofimenko N.I., Efimochkin I.Yu., Dvoretskov R.M., Batienkov R.V. Obtaining fine-grained cemented carbide alloys of the WC–Co system (review). Trudy VIAM, 2020, no. 1 (85), paper no. 09. Available at: http://www.viam-works.ru (accessed: July 1, 2021). DOI: 10.18577 / 2307-6046-2020-0-1-92-100.
15. Malikov A.A., Markova E.V., Chechuga O.V. Application of electric discharge methods of surface hardening for tool life durability. Aviacionnye materialy i tehnologii, 2018, no. 4 (53), pp. 19–25. DOI: 10.18577/2071-9140-2018-0-4-19-25.
16. Yung D., Zikin A., Hussainova I. et al. Tribological performances of ZrC – Ni and TiC – Ni cermet reinforced PTA. Surface & Coatings Technology, 2017, no. 309, pp. 497–505. DOI: 10.1016/j.surfcoat.2016.11.099.
17. Bobylev E.E. Structural formation of functional diffusion coatings formed on hard alloys such as TK and VK. Inzhenernyy zhurnal: nauka i innovatsii, 2019, no. 1, pp. 1–14. DOI: 10.18698/2308-6033-2019-1-1845.
18. Panov V.S., Zaitsev A.A. Hard alloys WC – Co doped with tantalum carbide (review). Izvestiya vuzov. Poroshkovaya metallurgiya i funktsionalnye pokrytiya, 2015, no. 2, pp. 44–48. DOI: 10.17073/1997-308X-2015-2-44-48.
19. Kurganova Yu.A., Panina K.S., Beshenkov P.S. Analysis of the possibility of increasing the properties of the VK15 material for drilling tools. Zapiski Gornogo instituta, 2018, vol. 233, pp. 518–524. DOI: 10.31897/PMI.2018.5.518.
20. Samsonov G.V., Vinitskiy I.M. Refractory compounds: a reference book. 2nd ed. Moscow: Metallurgy, 1976, 560 p.
21. State Standard 26530–85. Tungsten-free sintered hard alloys. Moscow: Publishing house of standards, 1985, 7 p.
22. Novikov A.V., Kulkob S.N., Panin V.E. Effect of hot extrusion on the structural state of the TiC – NiTi hard alloy. Soviet powder metallurgy and metal ceramics, 1990, vol. 29 (6), pp. 497–501.
23. Liu B.H., Shuigen V.H., Jan V.J. Influence of Mo addition on the microstructure and mechanical properties of TiC – NiTi cermets. Journal of Alloys and Compounds, 2017, vol. 712, pp. 579–587. DOI: 10.1016/j.jallcom.2017.04.151.
24. Liu Y., Bao-Hai Y., De-Hui G. et al. Microstructure and properties of TiC/NiCr cermets produced by partial liquid-phase sintering. Journal of materials science letters, 2001, vol. 20 (7), pp. 619–620. DOI: 10.1023 / A: 1010965216385.
25. Atefeh A., Zohreh S., Gokuldoss K., Filippo B. In situ fabrication of TiC – NiCr cermets by selective laser melting. International Journal of Refractory Metals and Hard Materials, 2019, vol. 87, art. 105171. DOI: 10.1016/j.ijrmhm.2019.105171.
26. Dunand D.C., Fukami-Ushiro K.L., Mari D. et al. Mechanical Properties of NiTi – TiC Shape-Memory Composites. MRS Proceedings, 1996, vol. 459, pp. 131.
27. Akimov V.V. The mechanism of liquid-phase sintering of TiC – TiNi hard-alloy composites. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedeniy. Chernaya metallurgiya, 2006, no. 6, pp. 33–35.
28. Gulyaev A.P. Metallurgy: textbook. 6th ed., rev. and add. Moscow: Metallurgy, 1986, 544 p.
29. Afonin V.K., Ermakov B.S., Lebedev E.L. Metals and alloys: a reference book. Saint Petersburg: Professional, 2003, 1066 p.
30. Loginov Yu.N. Production technology of workpieces from hard alloys: textbook. Sverdlovsk: Ed. nsmed S.M. Kirov, 1984, 53 p.
31. Akimov V.V. Development of the composition and technology of sintering dispersion-hardened composite materials TiC – TiNi with increased viscoelastic properties: thesis abstract, Dr. Sc. (Tech.). Barnaul, 2007, 35 p.
32. Akimov V.V. The mechanism of liquid-phase sintering of TiC – TiNi hard-alloy composites. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedeniy. Chernaya metallurgiya, 2006, no. 6, pp. 33–35.
33. Panov V.S., Chuvilin A.M., Falkovsky V.A. Technology and properties of sintered hard alloys and products from them. Moscow: MISiS, 2004, 462 p.
34. Akimov V.V., Mishurov A.F., Negrov D.A. et al. Change in the microhardness of tungsten-free hard alloys during their irradiation with a gas-metal beam of argon and zirconium ions. Vestnik YUUGU, 2019, vol. 19, p. 19–26.
35. Mokhovikov A.A., Shamarin N.N. Investigation of the resistance of a tungsten-free hard alloy based on titanium carbide under cutting conditions. Inzhenernyy vestnik Dona, 2015, vol. 2, art. 7. Available at: http://www.ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2p2y2015/2957 (accessed: July 2, 2021).
36. Vereshchaka A.A., Khozhaev O.Kh. Improving the performance of tungsten-free hard alloys using nanostructured multilayer composite coatings. Vestnik BGTU, 2014, vol. 3 (43), pp. 20–25.
37. Panov V.S., Chuvilin A.M. Technology and properties of sintered hard alloys and products made of them: textbook. Moscow: MISiS, 2001, 428 p.
38. Vynar V. Effect of components on the tribocorosion properties of tungsten-carbide cermets. Materials Science, 2016, vol. 51 (6), pp. 869–876.
39. Mekgwe G.N., Tuckart W.R. Effect of CrC – Ni on the tribological behavior of WC cemented carbide. 4th International conference materials science and engineering, 2019, no. 499, art. 012012. DOI: 10.1088/1757-899X/499/1/012012.
40. Ganguly A., Murthy V., Kannoorpatti K. Structural and electronic properties of chromium carbides and Fe-substituted chromium carbides. Materials Research Express, 2020, vol. 7 (5), art. 056508. DOI: 10.1088/2053-1591/ab8cf9.
41. Antonov M., Hussainova I. Subsurface of Cr3C2 – Ni cermets modified by wear. Proceedings of the 10th international conference of the European society. Baden-Baden, 2008, pp. 632–640.
42. Lagos M.A., Agote I., Leizaola I. Fabrication of chromium carbide cermets by electric resistance sintering process: Processing, microstructure and mechanical propetries. International journal of refractory metals and hard materials, 2020, pp. 88–94. DOI: 10.1016/j.ijrmhm.2020.105417.
43. Kolnes M., Pirso J. Strucrure formation and characteristics of chromium carbide-iron-titanium cermets. Proceedings of the Estonian Academy of sciences, 2016, vol. 65, no. 2, pp. 138–143. DOI: 10.3176/proc.2016.2.09.
44. Zhang X., Liu N. Effects of ZrC on microstructure, mechanical properties and thermal shock resistance of TiC – ZrC – Co – Ni cermets. Materials Science & Engineering A, 2013, vol. 561, pp. 270–276. DOI: 10.1016/j.msea.2012.11.003.
45. Li S., Zhu Y., Chai J. et al. Effects of ZrC content on the microstructure and mechanical property of ZrC/ZTA composites consolidated by hot pressing. Journal of Alloys and Compounds, 2020, no. 860, art. 158402. DOI: 10.1016/j.jallcom.2020.158402.
46. Kang X., Lin N., He Y., Zhang M. Influence of ZrC addition on the microstrucure, mechanical properties and oxidation resistance of Ti (C, N)-based cermets. Ceramics international, 2018, pp. 1151–11159. DOI: 10.1016/j.ceramint.2018.03.131.
47. Xiong H., Xie D., Chen J. et al. Ti (C, N)-based cermets with strengthened interfaces: Roles of secondary cubic carbides. Journal American ceramic society, 2020, no. 103, pp. 1582–1592. DOI: 10.1111/jace.16893.
48. Westphal H. Bearbeitung schwerzerspanbarer Werkstoffe. Moderne Zerspannungswerkzeuge in optimierten Prozessketten, 2002, no. 56, pp. 167–172.
49. Burkov P.V. Structure formation, phase composition and properties of composite materials: thesis abstract, Cand. Sc. (Tech.). Barnaul, 2009, 34 p.
50. Serov M.M., Borisov B.V. Obtaining metal fibers and porous materials from them by the method of extracting a hanging drop of the melt. Tekhnologiya legkih splavov, 2007, no. 3, pp. 62–65.
Вы можете оставить комментарий к статье. Для этого необходимо зарегистрироваться на сайте.