techusguИзвестия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологииProceedings of the Southwest State University. Series: Engineering and Technology2223-1528Юго-Западный государственный университет10.21869/2223-1528-2021-11-4-38-52techusgu-79Research ArticleМЕТАЛЛУРГИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕMETALLURGY AND MATERIALS SCIENCEШихта, полученная электродиспергированием отходов сплава Х20Н80 в водеCharge Obtained by Electrodispersing Waste of Alloy H20H80 in WaterКругляковО. В.KruglyakovO. V.

Кругляков Олег Викторович, кандидат  технических наук, доцент, доцент кафедры  технологии материалов и транспорта

ул. 50 лет Октября 94, г. Курск 305040

Oleg V. Kruglyakov, Cand. of Sci. (Engineering), Associate Professor, Associate Professor of  the Department of Materials and Transport  Technology

50 Let Oktyabrya str. 94, Kursk 305040

o.kruglyakov@tmholding.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8457-6565АгееваЕ. В.AgeevaE. V.

Агеева Екатерина Владимировна, кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры  технологии материалов и транспорта

ул. 50 лет Октября 94, г. Курск 305040

Ekaterina V. Ageeva, Cand. of Sci. (Engineering),  Associate Professor, Associate Professor  of the Department of Materials Technology and Transport

50 Let Oktyabrya str. 94, Kursk 305040

ageeva-ev@yandex.ruБобковЕ. А.BobkovE. A.

Бобков Евгений Александрович, аспирант  кафедры технологии материалов и транспорта

ул. 50 лет Октября 94, г. Курск 305040

Evgeny A. Bobkov, Post-Graduate Student of the Department of Materials and Transport Technology

50 Let Oktyabrya str. 94, Kursk 305040

e.bobkov@festivalnauki.ruЮго-Западный государственный университетРоссияSouthwest State UniversityRussian Federation2021280420231143852Copyright © Кругляков О.В., Агеева Е.В., Бобков Е.А., 20232023Кругляков О.В., Агеева Е.В., Бобков Е.А.Kruglyakov O.V., Ageeva E.V., Bobkov E.A.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/79

Целью настоящего исследования являлось изучение характеристик шихты, полученной электродиспергированием отходов сплава Х20Н80 в воде дистиллированной.

Методы

Методы. Электродиспергирование отходов сплава Х20Н80 осуществляли в диспергаторе. Поставленные в работе задачи решались с использованием современного оборудования и взаимодополняющих методов физического материаловедения, в том числе: форму и морфологию поверхности частиц исследовали на электронно-ионном сканирующем (растровом) микроскопе с полевой эмиссией электронов "QUANTA 600 FEG" (Нидерланды); гранулометрический состав исследовали на лазерном анализаторе размеров частиц "Analysette 22 NanoTec" (Германия); рентгеноспектральный микроанализ частиц проводили на энергодисперсионном анализаторе рентгеновского излучения фирмы "EDAX" (Нидерланды), встроенном в растровый электронный микроскоп "QUANTA 200 3D" (Нидерланды); фазовый анализ частиц изучали на рентгеновском дифрактометре «Rigaku Ultima IV» (Япония); микроструктуру частиц изучали на оптическом инвертированном микроскопе "OLYMPUS GX51" (Япония) и электронно-ионном сканирующем (растровом) микроскопе с полевой эмиссией электронов "QUANTA 600 FEG" (Нидерланды).

Результаты

Результаты. На основании проведенных экспериментальных исследований, направленных на исследование состава, структуры и свойств шихты, полученной из отходов сплава Х20Н80 в воде дистиллированной, показана высокая эффективность применения технологии электродиспергирования, которая обеспечивает при низких затратах электроэнергии получение пригодных к промышленному применению новых нихромовых порошковых материалов. Отмечено, что порошковые материалы, полученные электроэрозией отходов сплава Х20Н80 в керосине, имеют следующие характеристики: частицы сферическую и эллиптическую форму, агломераты; размеры частиц от 0,25 до 100 мкм; объемный средний диаметр частиц составляет 34,12 мкм; основными элементами являются Fe, Ni, Cr и С; основными фазами являются Fe, Ni,

Cr и Cr2О3

Cr и Cr2О3.

Заключение

Заключение. Проведенные исследования позволят осуществить постепенный переход к передовым производственным технологиям и материалам посредством применения прогрессивной, экологически чистой, малотоннажной и безотходной технологии электродиспергирования при получении новых нихромовых порошковых материалов из отходов сплава Х20Н80 в воде дистиллированной.

The purpose of this study was to study the characteristics of the charge obtained by electrodispersing the waste of the alloy Н20N80 in distilled water.

Methods

Methods. Electrodispersion of waste of alloy Н20N80 was carried out in a dispersant. The tasks set in the work were solved using modern equipment and complementary methods of physical materials science, including: the shape and morphology of the particle surface was studied on an electron-ion scanning (scanning) microscope with field electron emission "QUANTA 600 FEG" (Netherlands); the granulometric composition was studied on a laser particle size analyzer "Analysette 22 NanoTec" (Germany); X-ray spectral microanalysis of particles was carried out on an energy dispersive X-ray analyzer of the company "EDAX" (the Netherlands), integrated into a scanning electron microscope "QUANTA 200 3D" (the Netherlands); phase analysis of particles was studied on an X-ray diffractometer "Rigaku Ultima IV" (Japan); the microstructure of particles was studied on an optical inverted microscope "OLYMPUS GX51" (Japan) and an electron-ion scanning (scanning) microscope with a field electron emission "QUANTA 600 FEG" (Netherlands). Results. Based on the conducted experimental studies aimed at studying the composition, structure and properties of the charge obtained from the waste of the alloy X20N80 in distilled water, the high efficiency of the use of electrodispersion technology, which provides, at low energy costs, the production of new nichrome powder materials suitable for industrial use, is shown. It is noted that powder materials obtained by electroerosion of Н20N80 alloy waste in kerosene have the following characteristics: spherical and elliptical particles, agglomerates; particle sizes from 0.25 to 100 microns; the volumetric average diameter of the particles is 34.12 microns; the main elements are Fe, Ni, Cr and C; the main phases are Fe, Ni, Cr and Cr2О3.

Conclusion

Conclusion. The conducted research will allow for a gradual transition to advanced production technologies and materials through the use of progressive, environmentally friendly, low-tonnage and waste-free electro dispersion technology for the production of new nichrome powder materials from waste alloy Н20N80 in distilled water.

отходысплавэлектродиспергированиеводашихтаструктурасвойстваpowder metallurgyhigh-tech productionproduction cycleproduction chain efficiencyReferencesДаниленко В. Н. Влияние исходной структуры на формирование субмикрокристаллического состояния в нихроме // Перспективные материалы. 2004. № 1. С. 12–16.Danilenko V. N. Vliyanie iskhodnoi struktury na formirovanie submikro-kristallicheskogo sostoyaniya v nikhrome [Influence of the initial structure on the formation of the submicrocrystalline state in nichrome]. Perspektivnye materialy = Perspective materials, 2004, no. 1, pp. 12–16.Ловшенко Ф. Г., Ловшенко Г. Ф., Ловшенко З. М. Оптимизация состава механически легированных дисперсно-упрочненных нихромов // Вестник Белорусско-Российского университета. 2009. № 4 (25). С. 90–99.Lovshenko F. G., Lovshenko G. F., Lovshenko Z. M. Optimizatsiya sostava mekhanicheski legirovannykh dispersno-uprochnennykh nikhromov [Optimization of the composition of mechanically alloyed dispersed-hardened nichromes]. Vestnik Belorussko-Rossiiskogo universiteta = Bulletin of the Belarusian-Russian University, 2009, no. 4 (25), pp. 90–99.Ловшенко Ф. Г., Ловшенко Г. Ф. Оптимизация процесса механического легирования при получении высокопрочных наноструктурных дисперсно-упрочненных нихромов // Вестник Белорусско-Российского университета. 2010. № 2 (27). С. 77–85.Lovshenko F. G., Lovshenko G. F. Optimizatsiya protsessa mekhanicheskogo legirovaniya pri poluchenii vysokoprochnykh nanostrukturnykh dispersno-uprochnennykh nikhromov [Optimization of the process of mechanical alloying in the production of highstrength nanostructured dispersed-hardened nichromes]. Vestnik Belorussko-Rossiiskogo universiteta = Bulletin of the Belarusian-Russian University, 2010, no. 2 (27), pp. 77–85.Освоение технологии производства проволоки и полос из нихрома / Н. Ф. Козловских, В. П. Котельников, А. И. Снигирев, Л. М. Железняк, В. Л. Устьянцев // Цветные металлы. 2003. № 10. С. 82–84.Kozlovskikh N. F., Kotelnikov V. P., Snigirev A. I., Zheleznyak L. M., Ustyantsev V. L. Osvoenie tekhnologii proizvodstva provoloki i polos iz nikhroma [Mastering the technology of production of wire and strips from nichrome]. Tsvetnye metally = Non-ferrous metals, 2003, no. 10, pp. 82–84.Малафеев С. И., Коняшин В. И. Аппроксимация характеристики сопротивления деформации нихрома // Производство проката. 2013. № 3. С. 9–13.Malafeev S. I., Konyashin V. I. Approksimatsiya kharakteristiki soprotivleniya deformatsii nikhroma [Approximation of the deformation resistance characteristics of nichrome]. Proizvodstvo prokata = Manufacture of rolled products, 2013, no. 3, pp. 9–13.Обеспечение стабильности волочения и качества полос из нихрома и ферронихрома / Л. М. Железняк, А. И. Снигирев, Н. А. Снигирев, С. Е. Ашканов, В. В. Овчинников // Сталь. 2014. № 9. С. 53–56.Zheleznyak L. M., Snigirev A. I., Snigirev N. A., Ashkanov S. E., Ovchinnikov V. V. Obespechenie stabil'nosti volocheniya i kachestva polos iz nikhroma i ferro-nikhroma [Ensuring the stability of drawing and the quality of nichrome and ferronichrome strips]. Stal' = Steel, 2014, no. 9, pp. 53–56.Сборная волока для волочения полос из нихрома в режиме гидродинамического трения / А. И. Снигирёв, Л. М. Железняк, Н. А. Снигирёв, А. С. Бурунов // Металлург. 2017. № 2. С. 87–89.Snigirev A. I., Zheleznyak L. M., Snigirev N. A., Burunov A. S. Sbornaya voloka dlya volocheniya polos iz nikhroma v rezhime gidrodinamicheskogo treniya [Combined portage for drawing nichrome strips in hydrodynamic friction mode]. Metallurg = Metallurgist, 2017, no. 2, pp. 87–89.Микроструктура и износостойкость детонационных покрытий из СВС-порошков карбид титана – нихром различного фракционного состава / В. Ю. Ульяницкий, И. С. Батраев, О. П. Солоненко, А. Е. Чесноков // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2018. № 3. С. 67–73.Ulyanitsky V. Yu., Batraev I. S., Solonenko O. P., Chesnokov A. E. Mikrostruktura i iznosostoikost' detonatsionnykh pokrytii iz SVS-poroshkov karbid titana – nikhrom razlichnogo fraktsionnogo sostava [Microstructure and wear resistance of detonation coatings from SHS powders titanium carbide - nichrome of various fractional composition]. Poverkhnost'. Rentgenovskie, sinkhrotronnye i neitronnye issledovaniya = Surface. X-ray, synchrotron and neutron studies, 2018, no. 3, pp. 67–73.Дудова Н. Р., Валитов В. А., Кайбышев Р. О. Ближний порядок и механические свойства нихрома // Доклады Академии наук. 2009. Т. 424, № 5. С. 611–613.Dudova N. R., Valitov V. A., Kaibyshev R. O. Blizhnii poryadok i mekhanicheskie svoistva nikhroma [Near order and mechanical properties of nichrome]. Doklady Akademii nauk = Reports of the Academy of Sciences, 2009, vol. 424, no. 5, pp. 611–613.Ageev E. V., Latypov R. A. Fabrication and investigation of carbide billets from powders prepared by electroerosive dispersion of tungsten-containing wastes // Russian Journal of Non-Ferrous Metals. 2014. Vol. 55, No. 6. P. 577–580.Ageev E. V., Latypov R. A. Fabrication and investigation of carbide billets from powders prepared by electroerosive dispersion of tungsten-containing wastes. Russian Journal of Non-Ferrous Metals, 2014, vol. 55, no. 6, pp. 577–580.Latypov R. A., Latypova G. R., Ageev E. V., Altukhov A. Y., Ageeva E. V. Elemental composition of the powder particles produced by electric discharge dispersion of the wastes of a VK8 hard alloy // Russian metallurgy (Metally). 2017. Vol. 2017. No.12. Р. 1083–1085.Latypov R. A., Latypova G. R., Ageev E. V., Altukhov A. Y., Ageeva E. V. Elemental composition of the powder particles produced by electric discharge dispersion of the wastes of a VK8 hard alloy. Russian metallurgy (Metally), 2017, vol. 2017, no. 12, pp. 1083–1085.Latypov R. A., Latypova G. R., Ageev E. V., Altukhov A. Y., Ageeva E. V. Properties of the coatings fabricated by plasma-jet hard-facing by dispersed mechanical engineering wastes // Russian metallurgy (Metally). 2018. Vol. 2018, No. 6. P. 573–575.Latypov R. A., Latypova G. R., Ageev E. V., Altukhov A. Y., Ageeva E. V. Properties of the coatings fabricated by plasma-jet hard-facing by dispersed mechanical engineering wastes. Russian metallurgy (Metallically), 2018, vol. 2018, no. 6, pp. 573–575.Патент 2449859 Рос. Федерация, МПК В22F 9/14, В23Н 1/02, В82Y 40/00. Установка для получения нанодисперсных порошков из токопроводящих материалов / Агеев Е. B., Семенихин Б. А., Латыпов Р. А., Аниканов В. И. № 2010104316/02; заявл. 08.02.2010; опубл. 10.05.2012, Бюл. № 13.Ageev E. V., Semenikhin B. A., Latypov R. A., Anikanov V. I. Ustanovskaya dlya polucheniya nanodispersnykh poroshkov iz tokoprovodyashchikh materialov [Installation for obtaining nanodisperse powders from conductive materials]. Patent RF, no. 2449859, 2012.Агеева Е. В., Зубарев М. В. Установка для получения порошковых материалов, пригодных для технологических процессов восстановления и упрочнения деталей // Труды ГОСНИТИ. 2017. Т. 129. С. 169–173.Ageeva E. V., Zubarev M. V. Ustanovka dlya polucheniya poroshkovykh materialov, prigodnykh dlya tekhnologicheskikh protsessov vosstanovleniya i uprochneniya detalei [Installation for obtaining powder materials suitable for technological processes of restoration and hardening of parts]. Trudy GOSNITI = Works of GOSNITI, 2017, vol. 129, pp. 169–173.Агеева Е. В., Агеев Е. В., Карпенко В. Ю. Изучение формы и элементного состава порошка, полученного из вольфрамсодержащих отходов инструментальных материалов электроэрозионным диспергированием в водной среде // Упрочняющие технологии и покрытия. 2014. № 4 (112). С. 14–17.Ageeva E. V., Ageev E. V., Karpenko V. Yu. Izuchenie formy i elementnogo sostava poroshka, poluchennogo iz vol'framsoderzhashchikh otkhodov instrumental'nykh materialov elektroerozionnym dispergirovaniem v vodnoi srede [Study of the form and elemental composition of powder obtained from tungsten-containing waste of tool materials by electroerosive dispersion in an aqueous medium]. Uprochnyayushchie tekhnologii i pokrytiya = Hardening technologies and coatings, 2014, no. 4 (112), pp. 14–17.Размерные характеристики бронзового электроэрозионного порошка, полученного в воде / Е. В. Агеева, Е. В. Агеев, В. Ю. Чаплыгин, А. А. Горохов // Известия ЮгоЗападного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2016. № 1 (18). С. 30–35.Ageeva E. V., Ageev E. V., Chaplygin V. Yu., Gorokhov A. A. Razmernye kharakteristiki bronzovogo elektroerozionnogo poroshka, polu-chennogo v vode [Dimensional characteristics of bronze electroerosion powder obtained in water]. Izvestiya Yugo-Zapadnogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Teknika i Technologii = Proceedings of the Southwest State University. Series: Engineering and Technologies, 2016, no. 1 (18), рp. 30–35.Элементный состав частиц порошков, полученных электроэрозионным диспергированием отходов твердого сплава марки ВК8 / Р. А. Латыпов, Е. В. Агеев, Г. Р. Латыпова, А. Ю. Алтухов, Е. В. Агеева // Электрометаллургия. 2017. № 11. С. 26–31.Latypov R. A., Ageev E. V., Latypova G. R., Altukhov A. Yu., Ageeva E. V. Elementnyi sostav chastits poroshkov, poluchennykh elektroerozionnym dispergirovaniem otkhodov tverdogo splava marki VK8 [Elemental composition of powder particles obtained by electroerosive dispersion of solid alloy waste of the VK8 brand]. Elektrometallurgiya = Electrometallurgy, 2017, no. 11, pp. 26–31.Проведение рентгеноспектрального микроанализа твердосплавных электроэрозионных порошков / Е. В. Агеев, Г. Р. Латыпова, А. А. Давыдов, Е. В. Агеева // Известия Юго-Западного государственного университета. 2012. № 5 (44), ч. 2. С. 99–102.Ageev E. V., Latypova G. R., Davydov A. A., Ageeva E. V. Provedenie rentgenospektral'nogo mikroanaliza tverdosplavnykh elektroerozionnykh poroshkov [Conducting X-ray spectral microanalysis of carbide electroerosion powders]. Izvestiya Yugo-Zapadnogo gosudarstvennogo universiteta = Proceedings of the Southwest State University, 2012, no. 5 (44), pt. 2, pp. 99–102.Порошки, полученные электроэрозионным диспергированием отходов твердых сплавов – перспективный материал для восстановления деталей автотракторной техники / Е. В. Агеев, В. Н. Гадалов, Е. В. Агеева, Р. В. Бобрышев // Известия Юго-Западного государственного университета. 2012. № 1 (40), ч. 1. С. 182–189.Ageev E. V., Gadalov V. N., Ageeva E. V., Bobryshev R. V. Poroshki, poluchennye elektroerozionnym dispergirovaniem otkhodov tverdykh splavov – perspektivnyi material dlya vosstanovleniya detalei avtotrak-tornoi tekhniki [Powders obtained by electroerosive dispersion of solid alloy waste – a promising material for the restoration of parts of automotive equipment]. Izvestiya Yugo-Zapadnogo gosudarstvennogo universiteta = Proceedings of the Southwest State University, 2012, no. 1 (40), pt. 1, pp. 182–189.Оценка эффективности применения твердосплавных электроэрозионных порошков в качестве электродного материала / Е. В. Агеев, Г. Р. Латыпова, А. А. Давыдов, Е. В. Агеева // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2012. № 1. С. 19–22.Ageev E. V., Latypova G. R., Davydov A. A., Ageeva E. V. Otsenka effektivnosti primeneniya tverdosplavnykh elektroerozionnykh poroshkov v kachestve elektrodnogo materiala [Evaluation of the effectiveness of the use of carbide electroerosion powders as an electrode material]. Izvestiya Yugo-Zapadnogo gosudarstvennogo universiteta = Proceedings of the Southwest State University. Series: Engineering and Technology, 2012, no. 1, pp. 19– 22.Исследование химического состава порошков, полученных электроэрозионным диспергированием твердого сплава / Е. В. Агеев, Б. А. Семенихин, Е. В. Агеева, Р. А. Латыпов // Известия Юго-Западного государственного университета. 2011. № 5 (38), ч. 1. С. 138a–144.Ageev E. V., Semenikhin B. A., Ageeva E. V., Latypov R. A. Issledovanie khimicheskogo sostava poroshkov, poluchennykh elektroerozionnym dispergirovaniem tverdogo splava [Investigation of the chemical composition of powders obtained by electroerosive dispersion of a hard alloy]. Izvestiya Yugo-Zapadnogo gosudarstvennogo universiteta = Proce- edings of the Southwest State University, 2011, no. 5 (38), pt. 1, pp. 138a–144.Проведение рентгеноспектрального микроанализа твердосплавных электроэрозионных порошков / Е. В. Агеев, Г. Р. Латыпова, А. А. Давыдов, Е. В. Агеева // Известия Юго-Западного государственного университета. 2012. № 5 (44), ч. 2. С. 99–102.Ageev E. V., Latypova G. R., Davydov A. A., Ageeva E. V. Provedenie rentgenospektral'nogo mikroanaliza tverdosplavnykh elektroerozionnykh poroshkov [Conducting X-ray spectral microanalysis of carbide electroerosive powders]. Izvestiya Yugo-Zapadnogo gosudarstvennogo universiteta = Proceedings of the Southwest State University, 2012, no. 5 (44), pt. 2, pp. 99–102.

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