ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Современное состояние и перспективы разработки сплавов с заданными свойствами из "Производство конструкционных изделий из порошков на основе железа " Разработка сплавов с заданными свойствами связана с решением вопроса о том, какие фазы и в каком соотношении должны присутствовать в сплавах, каков должен быть их состав. На первом этапе разработки следует определить, какую структуру должен иметь сплав. Чтобы получить желаемую структуру, устанавливают состав сплава, изменяя содержание в целом около десяти различных элементов, определяют технологические режимы прессования, спекания и термообработки. [c.46] Трудность прогнозирования свойств сплава связана с неопределенностью предполагаемой микроструктуры сплава, а также наличием других факторов (пористость, включения). Поэтому необходимо проводить исследование реальной микроструктуры как распределены легирующие элементы и какие фазы они образовали. [c.46] Прогнозирование свойств сплава в идеальном случае следует осуществлять в количественном выражении, однако полезно и качественное прогнозирование. Следует отметить, что возможен и такой подход к разработке сплавов с заданными свойствами, когда свойства сплава прогнозируют непосредственно, исходя из его состава и режимов прессования и спекания, не осуществляя оценки микроструктуры, а используя только статистические методы. Однако при научной разработке сплавов целесообразно осуществлять создание сплавов через разработку микроструктуры. Регулирование пористости сплавов можно осуществлять, изменяя режимы прессования или используя технологические приемы (многократное прессование с промежуточным отжигом). Возможный принцип разработки порошковых сплавов представлен на рис. 13. [c.46] Методом регрессионного анализа получают соответствующее уравнение, которое экстраполируют для определения требуемых коэффициентов. В случае больших отличий экстремальных данных и расчетных величин осуществляют еще раз регрессионный анализ, используя новые экспериментальные данные с целью введения поправок в регрессионное уравнение. [c.47] Чтобы достоверно установить интервал, в котором применимы статистические методы, типичным представителем которых является регрессионный анализ, следует провести физические или термодинамические исследования. Сплавы, соответствующие интервалу, основанному на одинаковых принципах или включающие одинаковые фазы, описываются сравнительно простыми уравнениями, и можно считать, что экстраполяция в пределах указанного интервала позволяет получить достаточно достоверные данные. [c.47] Основными легирующими элементами в сталях, производимыми традиционными методами, являются Mn, Si, r, Ni, Mo, С, W, Со, Си, Ti, Zr, Nb и А1, в некоторых специальных сталях могут быть Р, S, N, Se, Те, РЬ и т.д. Осуществляя выбор легирующих элементов согласно принятой критериальной оценки, считаем, что наиболее приемлемы для изготовления спеченных сталей следующие Mn, Si, r, Ni, Mo, С (для сталей, получаемых твердофазным спеканием) и Си (для жидко-фазного спекания). [c.47] В качестве критериев выбора легирующих добавок в спеченных порошковых сплавах можно назвать следующие 1) степень влияния легирующего компонента на физико-механические свойства спеченной стали 2) способность создания порошковой стали с заданными свойствами без существенного усложнения технологического процесса и возможность использования серийного оборудования 3) недефицитность порошков легирующих компонентов и их относительно невыская стоимость. [c.48] Несомненно, критериев отбора добавок к порошковым сталям гораздо больше, но они оказывают не столь существенное влияние, как вышеперечисленные. По Б.Б. Гуляеву влияние легирующих элементов на прочность и пластичность зависит от предельной растворимости и критерия распределения. В конструкционные порошковые стали входит, как правило, углерод, являющийся одним из основных легирующих элементов. Углерод, несмотря на малую растворимость в -железе и низкий критерий распределения в о-железе, является эффективным упрочнителем, но его воздействие на сталь основано не на растворном упрочнении, а на термической обработке. Рассматривая порошковую сталь, как композиционный материал, и взяв за основу конструирования систему Fe- , необходимо выбрать металлические добавки, которые должны образовывать твердый раствор на основе железа и карбиды, как упрочняющую фазу. [c.48] Влияние основных компонентов на свойства порошковых сталей достаточно хорошо описано в литературе [24, 25], Однако технико-экономические факторы накладывают определенные ограничения при использовании легирующих элементов при производстве порошковых сталей. Вольфрам и ванадий являются дорогостоящими элементами и введение их в порошковую сталь экономически нецелесообразно. Учитывая их определенную ограниченность по возможности применения в массовом производстве можно отметить, что серийная технология производства порошковых сталей с использованием порошков вольфрама и ванадия экономически и технологически невыгодна. Применение порошка алюминия в смеси с железным порошком не приводит к существенному улучшению свойств спеченных сталей из-за высокого сродства алюминия к кислороду и малой растворимости алюмния в железе при температурах спекания — эти факторы отрицательно влияют на физико-механические свойства порошковых сталей. [c.49] Выбирая форму введения легирующих элементов в шихту (в виде порошков чистых металлов или сплавов) следует учитывать степень сродства металла к кислороду. Такие легирующие элементы, как С, Ni и Мо, можно использовать в виде монокомпонентных порошков Сг, Мп и Si необходимо вводить в шихту в виде лигатур (железо -легирующий элемент) или в виде карбида. [c.49] Вернуться к основной статье