Исследование микротвердости образцов, полученных селективным сплавлением электроэрозионных железохромоникелевых порошков

Целью настоящей работы являлось исследование микротвердости образцов, полученных селективным сплавлением электроэрозионных железохромоникелевых порошков, изготавливаемых путем переработки металлоотходов.

Методы. При выполнении исследований, направленных на достижение поставленной цели, в соответствии с планом эксперимента использовалось следующее оборудование: установка для получения электроэрозионных железохромоникелевых порошков оригинальная запатентованная; сырье для получения железохромоникелевых порошков сплав марки 20Х25Н20С2; рабочая жидкость спирт изопропиловый; установка для селективного сплавления оригинальная запатентованная; оборудование для изучения микроструктуры аддитивного образца микроскоп электронный растровый Nova NanoSEM 450, обеспечивающий высокое пространственное разрешение и возможность детального анализа структурных элементов материала; оборудование для изучения микротвердости аддитивного образца микротвердомер Instron 402 MVD (Великобритания). Испытания проводились при нагрузке на индентор 100 г по десяти отпечаткам со свободным выбором места укола в соответствии с ГОСТ 9450-76. Время нагружения индентора составило 15 с. Перед проведением микроструктурного анализа аддитивного образца осуществлялась подготовка металлографического шлифа.

Результаты. На основании проведенных исследований, направленных на исследование микротвердости образцов, полученных селективным сплавлением электроэрозионных железохромоникелевых порошков, изготавливаемых путем переработки металлоотходов, установлено, что аддитивный образец имеет практически беспористую микрокристаллическую структуру; среднее значение микротвердости составляет порядка 6,4 ГПа. Данные значения микротвердости достигаются практически беспористой микрокристаллической структурой и наличием высокотвердых фазовых составляющих.

Заключение. Проведенные исследования позволят подобрать для нового сплава, полученного селективным сплавлением электроэрозионных железохромоникелевых порошков, наиболее рациональную область его практического применения.

1. Разработка конструкции и технологии изготовления импеллера флотационной машины на основе аддитивных технологий / Л.В. Седых, П.В. Борисов, А.Н. Пашков, Н.В. Горбатюк, Р.Ю. Суркова, Ж.Х. Маматкулов // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. 2021. Т. 64, № 5. С. 366-373. https://doi.org/10.17073/0368-0797-2021-5-366-373. EDN PGYVKL.

2. Технология получения мелкодисперсного порошка карбида вольфрама для аддитивных технологий SLM-печати / Е.Н. Кузьмичев, Э.Х. Ри, Е.Н. Дроздов, Д.Н. Никитин // Цветные металлы. 2025. № 10. С. 67-73. https://doi.org/10.17580/tsm.2025.10.11. EDN VMNARX.

3. Гусляков В.В., Давыдов В.М., Якуба Д.Д. Восстановление сложнопрофильных деталей на основе аддитивных технологий // Современные материалы, техника и технологии. 2019. № 3(24). С. 17-23. EDN OVOKJV.

4. Саубанов М.Н., Смагин А.А. Разработка и внедрение технологии изготовления порошков из титановых сплавов и деталей из них по аддитивным технологиям // Титан. 2024. № 1(81). С. 27-32. EDN QFFQTJ.

5. Рентгеноспектральный микроанализ частиц порошков, полученных электроэрозионным диспергированием твердого сплава / Е.В. Агеев, В.Н. Гадалов, Б.А. Семенихин, Е.В. Агеева, Р.А. Латыпов // Упрочняющие технологии и покрытия. 2011. № 2(74). С. 13-16. EDN LVQSGC.

6. Ageev E.V., Ageeva A.E. Phase composition of Titanium powders obtained for additive machines by electrodispersion of OT4 alloy waste in alcohol, // Journal of Machinery Manufacture and Reliability. 2024. Vol. 53, no. 4. P. 379-385. https://doi.org/10.1134/S1052618824700213. EDN NQWOWQ.

7. Агеев Е.В., Новиков Е.П., Алтухов А.Ю. Технология переработки алюминиевых деталей автомобилей до микро- и нанофракций // Альтернативные источники энергии в транспортно-технологическом комплексе: проблемы и перспективы рационального использования. 2015. Т. 2, № 1(2). С. 328-332. https://doi.org/10.12737/14066. EDN UQGRVT.

8. Manufacture of Cobalt–Chromium powders by the electric discharge dispersion of wastes and their investigation / R.A. Latypov, E.V. Ageev, A.Y. Altukhov, E.V. Ageeva // Russian Metallurgy (Metally). 2018. Vol. 2018, no. 12. P. 1177-1180. https://doi.org/10.1134/S0036029518120108. EDN MWHYYK.

9. Агеев Е.В., Агеева А.Е. Размерные характеристики титановых порошков, полученных для аддитивных машин электродиспергированием отходов сплава ОТ4 в спирте // Проблемы машиностроения и автоматизации. 2024. № 1. С. 20-25. https://doi.org/10.52261/02346206_2024_1_20. EDN DDZOTL.

10. Ageev E.V., Ageeva E.V., Altukhov A.Y. Additive products from electroerosion of Cobalt-Chromium powder // Metallurgist. 2022. Vol. 65, no. 9-10. P. 1157-1162. https://doi.org/10.1007/s11015-022-01259-5. EDN RTAFES.

11. Ageev E.V., Ageeva E.V., Altukhov A.Y. Structure and properties of Iron-Chromium-Nickel powders obtained via electrodispersing of metal wastes of the alloy Kh25N20 in alcohol // CIS Iron and Steel Review. 2025. Vol. 30. P. 66-71. https://doi.org/10.17580/cisisr.2025.02.11. EDN IRNPUH.

12. Агеев Е.В., Агеева Е.В., Воробьев Е.А. Гранулометрический и фазовый составы порошка, полученного из вольфрамсодержащих отходов инструментальных материалов электроэрозионным диспергированием в керосине // Упрочняющие технологии и покрытия. 2014. № 4(112). С. 11-14. EDN SAMGBH.

13. Ageev E.V., Ageeva A.E. Microstructure and elemental composition of Titanium powders for additive machines obtained by electrodispersion of OT4 alloy metal waste in water // Journal of Machinery Manufacture and Reliability. 2024. Vol. 53, No. S2. P. S150-S155. https://doi.org/10.1134/S1052618824701450. EDN CNNLDQ.

14. Определение основных закономерностей процесса получения порошков методом электроэрозионного диспергирования / Е.В. Агеев, Е.В. Агеева, А.С. Чернов, Г.С. Маслов, Е.И. Паршина // Известия Юго-Западного государственного университета. 2013. № 1(46). С. 85-90. EDN PGMCAA.

15. Ageev E.V., Ageeva E.V., Altukhov A.Yu. Structure and properties of Iron-Chromium-Nickel powders obtained via electrodispersing of metal wastes of the alloy Kh25N20 in distilled water// CIS Iron and Steel Review. 2025. Vol. 29. P. 77-81. https://doi.org/10.17580/cisisr.2025.01.14. EDN RAQVAE.

16. Агеев Е.В., Агеева А.Е. Фазовый состав титановых порошков, полученных для аддитивных машин электродиспергированием отходов сплава ОТ4 в спирте // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2024. № 4. С. 90-96. https://doi.org/10.31857/S0235711924040129. EDN OYGBGW.

17. Аддитивные изделия из электроэрозионных кобальтохромовых порошков / Р.А. Латыпов, Е.В. Агеев, А.Ю. Алтухов, Е.В. Агеева // Цветные металлы. 2022. № 4. С. 40-45. https://doi.org/10.17580/tsm.2022.04.05. EDN JKSCRU.

18. Получение износостойких порошков из отходов твердых сплавов / Е.В. Агеев, В.Н. Гадалов, Б.А. Семенихин, Е.В. Агеева, Р.А. Латыпов // Заготовительные производства в машиностроении. 2010. № 12. С. 39-44. EDN NBXQRT.

19. Исследование микротвердости спеченного образца шарикоподшипниковой электроэрозионной стали / С.В. Хардиков, Е.В. Агеева, А.Ю. Алтухов, Е.В. Агеев, A.А. Горохов // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2016. № 2(19). С. 25-30. EDN WMUUAZ.

20. Агеев Е.В., Кругляков О.В., Поданов В.О. Исследование микротвердости и износостойкости жаропрочных сплавов, полученных искровым плазменным спеканием электроэрозионных порошков сплава ЖС6У // Известия Волгоградского государственного технического университета. 2023. № 7(278). С. 30-35. https://doi.org/10.35211/1990-5297-2023-7-278-30-35. EDN WZJEHE.