techusguИзвестия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологииProceedings of the Southwest State University. Series: Engineering and Technology2223-1528Юго-Западный государственный университет10.21869/2223-1528-2025-15-4-43-54techusgu-374Research ArticleМЕТАЛЛУРГИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕMETALLURGY AND MATERIALS SCIENCEСостав, структура и свойства порошкового кобальта, полученного из металлоотходов кобальта марки К1Ау в среде авиационного керосинаComposition, structure, and properties of powdered Cobalt obtained from K1Au cobalt metal waste in an aviation kerosene environmenthttps://orcid.org/0000-0001-8457-6565АгееваЕ. В.AgeevaE. V.

Агеева Екатерина Владимировна, доктор технических наук, профессор, профессор кафедры технологии материалов и транспорта

Ekaterina V. Ageeva, Doctor of Sciences (Engineering), Professor, Professor of the Department of Materials Technology and Transport

ageeva-ev@yandex.ruЛоктионоваО. Г.LоktionovaO. G.

Локтионова Оксана Геннадьевна, доктор технических наук, профессор

Oksana G. Lоktionova, Doctor of Sciences (Engineering), Professor

log7.9@mail.ruhttps://orcid.org/0009-0000-0444-298XУлитинД. А.UlitinD. A.

Улитин Дмитрий Алексеевич, аспирант кафедры технологии материалов и транспорта 

Dmitry A. Ulitin, Postgraduate Student

ulitdmitr@gmail.comАндрееваА. Е.AndreevaA. E.

Андреева Анна Евгеньевна, студент

Anna E. Andreeva, Student

ageevaanna2004@yandex.ruЮго-Западный государственный университетРоссияSouthwest State UniversityRussian Federation2025150120261544354Copyright © Агеева Е.В., Локтионова О.Г., Улитин Д.А., Андреева А.Е., 20262026Агеева Е.В., Локтионова О.Г., Улитин Д.А., Андреева А.Е.Ageeva E.V., Lоktionova O.G., Ulitin D.A., Andreeva A.E.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://techusgu.elpub.ru/jour/article/view/374Цель

Цель. Определение и изучение состава, структуры и свойств порошкового кобальтового материала, полученного в результате электроэрозионного диспергирования металлических отходов кобальта марки К1Ау в рабочей среде авиационного керосина марки ТС-1.

Методы

Методы. С целью проведения исследований, направленных на определение состава, структуры и свойств кобальтовой шихты были получены образцы металлического порошкообразного кобальта методом электроэрозионного диспергирования из металлоотходов кобальта марки К1Ау в углеродсодержащей рабочей жидкости. Микроструктуру частиц порошка исследовали посредством растровой электронной микроскопии, а оценка гранулометрического состава шихты выполнялась с использованием анализатора размеров частиц. Элементный состав определялся методом энергодисперсионного рентгеновского анализа, реализованного на базе растрового электронного микроскопа. Фазовый состав шихты определялся дифрактометром методом рентгеновской дифракции.

Результаты

Результаты. Установлено, что полученный мелкодисперсный кобальтовый порошок состоит из частиц правильной сферической, эллиптической формы и агломератов. В составе кобальтового порошка отсутствует избыточный углерод. Фазовый состав определен наличием только фазы чистого кобальта без образования соединений с углеродом. Из анализа гранулометрической гистограммы следует, что разброс частиц по размерам варьируется в интервале 0,9…63,77 мкм, средний объемный диаметр частиц составил – 12,06 мкм.

Заключение

Заключение. Полученные результаты исследований могут быть использованы для разработки нового твердого сплава с использованием металлоотходов дорогостоящего сырья кобальта методом электроэрозионного диспергирования с последующим совершенствованием и оптимизацией состава и структуры сплава.

Purpose. Determination and study of the composition, structure, and properties of a powdered Cobalt material obtained by electroerosive dispersion of K1Au Cobalt metal waste in a working environment of TS-1 aviation kerosene.Methods. In order to study the composition, structural features, and characteristics of the cobalt charge, samples of powdered metallic cobalt were obtained. This was achieved through the use of electro-discharge dispersion of K1Au cobalt waste in a carbon-containing working environment. The microstructure of the powder particles was examined using scanning electron microscopy, and the particle size distribution of the charge was assessed using a particle size analyzer. The elemental composition was determined by energy-dispersive X-ray analysis, implemented on the basis of a scanning electron microscope. The phase composition of the charge was determined by a diffractometer using Xray diffraction.Results. It has been established that the formed fine-grained cobalt powder consists of predominantly spherical and ellipsoidal particles, as well as their agglomerates. No carbon impurities were detected in the powder. Phase analysis showed the presence of a pure Cobalt crystal phase without the formation of carbide compounds. According to the granulometric analysis, the particle sizes are distributed in the range of 0.9 to 63.77 μm, with an average volume diameter of 12.06 μm.Conclusion. The obtained experimental data create a scientific and practical basis for the development of fundamentally new hard alloys, which may include cobalt powder obtained from metal waste by the method of electro-erosion dispersion. The presented results open up the prospect of further improvement of the composition and regulation of the structure of newly formed alloys. 

кобальтметаллоотходыэлектроэрозионное диспергированиеавиационный керосинпорошокструктурасвойстваCobaltmetal wasteelectro-dispersive sprayingaviation kerosenepowderstructurepropertiesReferencesМоисеенко, Д. В. Кобальтовые сплавы типа Stellite, их механические и химические свойства и применение / Д. В. Моисеенко, С. Ш. у. Холдаров, А. А. Мансуров // Евразийское Научное Объединение. – 2020. – № 6-2(64). – С. 138-141. – EDN TZAHCH.Moiseenko, D. V. Stellite-type Cobalt Alloys, Their Mechanical and Chemi-cal Properties, and Applications / D. V. Moiseenko, S. Sh. u. Kholdarov, and A. A. Mansurov // Eurasian Scientific Association. – 2020. – No. 6-2(64). – Pp. 138-141. – EDN TZAHCH.Григорьева Т.Ф., Дьячкова Л.Н., Ильющенко А.Ф., Осипов В.А., Во-смериков С.В., Девяткина Е.Т. Псевдосплавы на основе вольфрама для защиты от ионизирующего излучения, полученные с использованием механоактивиро-ванных прекурсоров // Технологическое обеспечение машиностроительных про-изводств. Сборник статей Международной научно-технической конференции. Могилев, 2024. С. 6-12. – EDN XYKGBK.Grigorieva T.F., Dyachkova L.N., Ilyushchenko A.F., Osipov V.A., Vos-merikov S.V., Devyatkina E.T. Pseudo-alloys based on tungsten for protection against ionizing radiation, obtained using mechanically activated precursors // Tech-nological Support for Mechanical Engineering Production. Collection of Articles from the International Scientific and Technical Conference. Mogilev, 2024. Pp. 6-12. – EDN XYKGBK.Структура и свойства мелкодисперсного кобальтового порошка из ме-таллоотходов кобальта марки К1Ау / Е. В. Агеева, О. Г. Локтионова, Д. А. Ули-тин, И. В. Ворначева // Известия Юго-Западного государственного университе-та. Серия: Техника и технологии. – 2025. – Т. 15, № 3. – С. 8-18. – DOI 10.21869/2223-1528-2025-15-3-8-18. – EDN QNYCYU.Structure and properties of fine-grained cobalt powder from metal waste of cobalt grade K1Au / E. V. Ageeva, O. G. Loktionova, D. A. Ulitin, I. V. Vornacheva // Izvestiya of the South-Western State University. Series: Engineering and Technolo-gy. – 2025. – Vol. 15, No. 3. – Pp. 8-18. – DOI 10.21869/2223-1528-2025-15-3-8-18. – EDN QNYCYU.Получение мелкозернистых твердых сплавов системы WC-Co (обзор) / Н. Н. Трофименко, И. Ю. Ефимочкин, Р. М. Дворецков, Р. В. Батиенков // Тру-ды ВИАМ. – 2020. – № 1(85). – С. 92-100. – DOI 10.18577/2307-6046-2020-0-1-92-100. – EDN TVMXDB.Production of fine-grained hard alloys of the WC-Co system (review) / N. N. Trofimenko, I. Yu. Efimochkin, R. M. Dvoretskov, R. V. Batienkov // VIAM works. – 2020. – № 1(85). – Pp. 92-100. – DOI 10.18577/2307-6046-2020-0-1-92-100. – EDN TVMXDB.Формирование структуры твердых сплавов на основе системы WC-Co с субмикронным зерном в присутствии ингибирующих добавок / Е. Н. Каблов, Е. А. Лукина, А. В. Заводов, И. Ю. Ефимочкин // Труды ВИАМ. – 2020. – № 4-5(88). – С. 89-99. – DOI 10.18577/2307-6046-2020-0-45-89-99. – EDN FUDTAU.Kablov, E. N., Lukina, E. A., Zavodov, A. V., and Efimochkin, I. Yu. For-mation of the Structure of Hard Alloys Based on the WC-Co System with Submicron Grain in the Presence of Inhibiting Additives. Trudy VIAM, 2020, No. 4-5(88), pp. 89-99. – DOI 10.18577/2307-6046-2020-0-45-89-99. – EDN FUDTAU.Сплав системы Co-Cr-Si-B на основе кобальта для нанесения защитных покрытий / А. Н. Беляков, Р. Ю. Быстров, Д. А. Геращенков [и др.] // Вопросы материаловедения. – 2019. – № 2(98). – С. 39-43. – DOI 10.22349/1994-6716-2019-97-1-39-43. – EDN GFODNM.Alloy of the Co-Cr-Si-B system based on cobalt for applying protective coat-ings / A. N. Belyakov, R. Yu. Bystrov, D. A. Gerashchenkov [et al.] // Materials Sci-ence. – 2019. – No. 2(98). – Pp. 39-43. – DOI 10.22349/1994-6716-2019-97-1-39-43. – EDN GFODNM.Тарасова, Т. В. Перспективы изготовления сложнопрофильных деталей из жаропрочных кобальтовых сплавов методом селективного лазерного плавле-ния / Т. В. Тарасова, А. П. Назаров // Упрочняющие технологии и покрытия. – 2015. – № 5(125). – С. 30-33. – EDN TTMTRX.Tarasova, T. V. Prospects for Manufacturing Complex-Profile Parts from Heat-Resistant Cobalt Alloys by Selective Laser Melting / T. V. Tarasova, A. P. Naza-rov // Strengthening Technologies and Coatings. – 2015. – No. 5(125). – Pp. 30-33. – EDN TTMTRX.Дворник, М. И. Создание ультрамелкозернистого твердого сплава WC-15Co из порошка, полученного электроэрозионным диспергированием отходов сплава ВК15 в воде / М. И. Дворник, Е. А. Михайленко // Известия высших учебных заведений. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. – 2020. – № 3. – С. 4-16. – DOI 10.17073/1997-308X-2020-3-4-16. – EDN HUEWDA.Dvornik, M. I. Creation of an ultra-fine-grained WC-15Co hard alloy from a powder obtained by electro-erosive dispersion of BK15 alloy waste in water / M. I. Dvornik, E. A. Mikhailenko // Izvestiya of Higher Educational Institutions. Powder Metallurgy and Functional Coatings. – 2020. – No. 3. – Pp. 4-16. – DOI 10.17073/1997-308X-2020-3-4-16. – EDN HUEWDA.Криницын М.Г., Первиков А.С., Торопков Н.Е., Лернер М.И. Исследо-вание порошковых материалов псевдосплава W-CU // Актуальные проблемы со-временной механики сплошных сред и небесной механики - 2021. Материалы XI Всероссийской научной конференции с международным участием. Под редак-цией М.Ю. Орлова. Томск, 2022. С. 373-377.– EDN QLPREX.Krinitsyn M.G., Pervikov A.S., Toropkov N.E., Lerner M.I. Investigation of powder materials of W-CU pseudo-alloy // Actual problems of modern continuum mechanics and celestial mechanics - 2021. Materials of the XI All-Russian Scientific Conference with international participation. Edited by M.Y. Orlov. Tomsk, 2022. pp. 373-377.– EDN QLPREX.Жаропрочные сплавы на основе кобальта / П. Б. Мазалов, Д. И. Сухов, Е. А. Сульянова, И. С. Мазалов // Авиационные материалы и технологии. – 2021. – № 3(64). – С. 3-10. – DOI 10.18577/2713-0193-2021-0-3-3-10. – EDN JWUOZX.Heat-resistant cobalt-based alloys / P. B. Mazalov, D. I. Sukhov, E. A. Sul-yanova, I. S. Mazalov // Aviation materials and Technologies. – 2021. – № 3(64). – Pp. 3-10. – DOI 10.18577/2713-0193-2021-0-3-3-10. – EDN JWUOZX.Ахметов, А. С. Изучение характера протекания диффузионного легиро-вания смеси для порошковой быстрорежущей стали / А. С. Ахметов, Ж. В. Ере-меева // Материаловедение. – 2021. – № 6. – С. 13-16. – DOI 10.31044/1684-579X-2021-0-6-13-16. – EDN HITHLB.akhmetov, A. S. Study of the nature of the diffusion alloying of a mixture for powdered high-speed steel / A. S. Akhmetov, Zh. V. Ermeeva // Materials Sci-ence. – 2021. – No. 6. – pp. 13-16. – DOI 10.31044/1684-579X-2021-0-6-13-16. – EDN HITHLB.Грязнов М., Самохин А., Чувильдеев В. Получение композитного по-рошка системы W-Ni-Fe со сферической формой частиц и исследование воз-можности его использования в технологии послойного лазерного сплавления // Физика и химия обработки материалов, 2022, № 3, с. 54 - 66. – EDN UERDWV.Gryaznov M., Samokhin A., Chuvildeev V. Obtaining a composite sheet of the W-Ni-Fe system with a spherical particle shape and exploring the possibility of its use in layered laser fusion technology // Physics and Chemistry of Materials Pro-cessing, 2022, No. 3, pp. 54-66. – EDN UERDWV.Шарипзянова, Г. Х. Исследование технологии производства твердо-сплавных материалов / Г. Х. Шарипзянова, Ж. В. Еремеева // Известия Тульско-го государственного университета. Науки о Земле. – 2023. – № 1-1. – С. 360-370. – DOI 10.46689/2218-5194-2023-1-1-360-370. – EDN IQPWOB.Sharipzyanova, G. H. Research of technology of production of hard alloy materials / G. H. Sharipzyanova, J. V. Eremeeva // Proceedings of Tula State Univer-sity. Earth Sciences. – 2023. – No. 1-1. – pp. 360-370. – DOI 10.46689/2218-5194-2023-1-1-360-370. – EDN IQPWOB.Агеева, Е. В. Установка для получения порошковых материалов, при-годных для технологических процессов восстановления и упрочнения деталей / Е. В. Агеева, М. В. Зубарев // Труды ГОСНИТИ. – 2017. – Т. 129. – С. 169-173. – EDN ZTMFCB.Ageeva, E. V. Installation for obtaining powder materials suitable for tech-nological processes of restoration and hardening of parts / E. V. Ageeva, M. V. Zubarev // Proceedings of GOSNITI. – 2017. – Vol. 129. – pp. 169-173. – EDN ZTMFCB.Кузнецова О.Г., Левин А.М., Севостьянов М.А. Модернизация элек-трохимической переработки тяжелых вольфрамовых сплавов с помощью пере-менного тока // новые материалы и перспективные технологии. Шестой междис-циплинарный научный форум с международным участием. Москва, 2020. С. 433-437. – EDN CHJJXP.Kuznetsova O.G., Levin A.M., Sevostyanov M.A. Modernization of elec-trochemical processing of heavy tungsten alloys using alternating current // new mate-rials and promising technologies. The sixth interdisciplinary scientific forum with in-ternational participation. Moscow, 2020. pp. 433-437. – EDN CHJJXP.Фетисов Г.В. Рентгеновские дифракционные методы структурной диа-гностики материалов: прогресс и достижения // Успехи физических наук. 2020. Т. 190. № 1. С. 2-36. – EDN RJBIAY.Fetisov G.V. X-ray diffraction methods of structural diagnostics of materi-als: progress and achievements // Successes of physical sciences. 2020. Vol. 190. No. 1. pp. 2-36. – EDN RJBIAY.Дворник, М. И. Сравнительный анализ эксплуатационной стойкости субмикронного твердого сплава WC-10Co, спеченного из порошка, полученного электроэрозионным диспергированием в масле / М. И. Дворник, Н. М. Власова // Известия высших учебных заведений. Порошковая металлургия и функцио-нальные покрытия. – 2023. – Т. 17, № 1. – С. 75-84. – DOI 10.17073/1997-308X-2023-1-75-84. – EDN ALELTB.Dvornik, M. I. Comparative analysis of the operational resistance of submi-cron WC-10Co hard alloy sintered from powder obtained by electroerosion disper-sion in oil / M. I. Dvornik, N. M. Vlasova // News of higher educational institutions. Powder metallurgy and functional coatings. - 2023. – Vol. 17, No. 1. – pp. 75-84. – DOI 10.17073/1997-308X-2023-1-75-84. – EDN ALELTB.Плесовских А.Ю., Крылова С.Е. Исследование структуры и свойств износостойкого газотермического покрытия с содержанием вольфрама // Frontier Materials & Technologies. 2023. № 2. С. 89-101. – EDN UQIPRW.Plesovskikh A.Yu., Krylova S.E. Investigation of the structure and proper-ties of a wear-resistant gas-thermal coating with a tungsten content // Frontier Materi-als & Technologies. 2023. No. 2. pp. 89-101. – EDN UQIPRW.Влияние никеля на состав, структуру и свойства покрытий Ti-Cr-N / А. В. Черногор, И. В. Блинков, Д. С. Белов [и др.] // Известия высших учебных за-ведений. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. – 2023. – Т. 17, № 1. – С. 63-74. – DOI 10.17073/1997-308X-2023-1-63-74. – EDN PWHHPO.The influence of nickel on the composition, structure and properties of Ti-Cr-N coatings / A.V. Chernogor, I. V. Blinkov, D. S. Belov [et al.] // Izvestiya vys-shikh uchebnykh vedeniy. Powder metallurgy and functional coatings. – 2023. – Vol. 17, No. 1. – pp. 63-74. – DOI 10.17073/1997-308X-2023-1-63-74. – EDN PWHHPO.Влияние технологии получения электродного материала из отходов быстрорежущей стали на износостойкость электроискровых покрытий / Е. В. Агеева, Е. В. Агеев, В. Ю. Карпенко, А. Ю. Алтухов // Наукоемкие технологии в машиностроении. – 2015. – № 1(43). – С. 36-41. – EDN TIJQXT.The influence of technology for obtaining electrode material from high-speed steel waste on the wear resistance of electric spark coatings / E. V. Ageev, E. V. Ageev, V. Yu. Karpenko, A. Yu. Altukhov // High-tech technologies in mechanical engineering. – 2015. – № 1(43). – Pp. 36-41. – EDN TIJQXT.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.