Cвойства порошковой высокохромистой стали, изготовленной из частиц, полученных электроэрозией стали Х17 в керосине

Цель. Исследовать структуру и свойства спеченных образцов из электроэрозионных высокохромистых порошков, полученных электродиспергированием в осветительном керосине.

Методы. Для выполнения намеченных исследований в качестве диспергируемого материала были выбраны отходы стали 12Х17, которые скапливаются на предприятиях в большом объеме. Отходы стали 12Х17 перерабатывали на установке электродиспергирования в среде керосина осветительного. Процесс электродиспергирования проводили при следующих режимах: напряжение 100 В; частота следования импульсов 120 Гц; емкость 48 мкФ. Образцы новых спеченных сплавов получали в системе искрового плазменного спекания SPS 25-10 (Thermal Technology, США) методом искрового плазменного спекания порошков. Механическую обработку спеченных образцов проводили на автоматическом высокоточном настольном отрезном станке «Accutom-5» и шлифовально-полировальном станке «LaboPol-5».

Результаты. Экспериментально установлено, что высокохромистые сплавы из диспергированных электроэрозией частиц сплава 12Х17, полученные искровым плазменным спеканием, имеют следующие характеристики: равновесное состояние с субмикронным и наномасштабным зерном; основными элементами в сплавах являются Fe, Cr и С; основные фазы Cr, Cr₇C₃ и FeCr_0.29C_0.06; пористость 0,27%; микротвердость 555 HV_0,2.

Заключение. На основании проведенных экспериментальных исследований, направленных на исследование структуры и свойств спеченных образцов, из электроэрозионных высокохромистых порошков, полученных в керосине, показана высокая эффективность применения технологии искрового плазменного спекания, которая обеспечивает при коротком времени рабочего цикла и подавления роста зерна равномерное распределение тепла по образцу, контролируемую пористость и высокие физико-механические свойства.

1. Особенности контактного взаимодействия на границе слоев горячештампованного порошкового биметалла типа «конструкционная сталь – быстрорежущая сталь» / Ю. Г. Дорофеев, В. Ю. Дорофеев, А. В. Бабец, Е. Н. Бессарабов, О. Н. Романова, А. Н. Свиридова // Известия высших учебных заведений. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. 2018. № 3. С. 11–22.

2. Структура и свойства композита сталь 45 – порошковая сталь ASP2005, образованного энергией взрыва / И. П. Бородин, Ю. С. Шатов, В. Ю. Ширяев, А. Г. Гвоздев, О. В. Седых // Металловедение и термическая обработка металлов. 2011. № 8 (674). С. 8–11.

3. Выбор легирующих элементов для улучшения обрабатываемости резанием порошковых конструкционных сталей / В. Г. Шишка, А. В. Скориков, И. В. Иванова, Н. В. Шишка // Инженерный вестник Дона. 2018. № 4 (51). С. 11.

4. Еремеева Ж. В., Ниткин Н. М., Шарипзянова Г. Х. Особенности применения наноразмерных порошков углерода и хрома на процессы подготовки шихты и прессования порошковых сталей // Известия МГТУ МАМИ. 2011. № 2 (12). С. 123–127.

5. Высоцкий Т. В., Высоцкий В. Т. Технологические процессы изготовления механически легированных порошковых сталей и изделий из них // Вестник БелорусскоРоссийского университета. 2008. № 3 (20). С. 58–65.

6. Термообработка порошковых горячедеформированных сталей, легированных наноразмерным углеродом и хромом / В. И. Костиков, Ж. В. Еремеева, С. И. Рупасов, Р. А. Скориков, К. Н. Слуковская, Г. Х. Шарипзянова, Н. М. Ниткин // Материаловедение. 2012. № 1. С. 51–55.

7. Гиршов В. Л., Цеменко В. Н., Мазуров С. А. Исследование влияния дефектов структуры на прочность порошковых быстрорежущих сталей // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. 2011. № 3 (130). С. 175–180.

8. Структура фуллеренсодержащих деформированных порошковых сталей / В. Н. Анциферов, Л. М. Гревнов, М. Ф. Торсунов, В. А. Бояршинов // Известия высших учебных заведений. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. 2012. № 3. С. 7a–11.

9. Нарва В. К., Маранц А. В., Сентюрина Ж. А. Изучение процесса лазерной наплавки порошковых смесей «сталь – карбид титана» на стальную подложку // Известия высших учебных заведений. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. 2012. № 4. С. 25–31.

10. Дьячкова Л. Н., Керженцева Л. Ф. Активирование процесса спекания порошковых углеродистых сталей // Известия высших учебных заведений. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. 2012. № 4. С. 32–37.

11. Изучение распада переохлажденного аустенита порошковых сталей новым цифровым магнитометром / В. Н. Анциферов, В. Я. Буланов, Ю. Г. Гуревич, А. Г. Ивашко, М. С. Цыганова // Металловедение и термическая обработка металлов. 2005. № 4 (598). С. 24–29.

12. Богодухов С. И. Упрочнение порошковых сталей с использованием скоростного нагрева // Машиностроитель. 1999. № 10. С. 38–40.

13. Корнопольцев В. Н. Интенсификация процессов борирования углеродистых сталей порошковыми смесями // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. 2013. Т. 10, № 2. С. 266–271.

14. Влияние химико-термической обработки на структуру и свойства низколегированных порошковых сталей / Ю. Г. Дорофеев, С. С. Михайленко, А. В. Бабец, А. Г. Сычев, В. И. Устименко // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Технические науки. 2004. № 5. С. 37–40.

15. 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. Р. 577–580.

16. Elemental composition of the powder particles produced by electric discharge dispersion of the wastes of a VK8 hard alloy / R. A. Latypov, G. R. Latypova, E. V. Ageev, A. Y. Altukhov, E. V. Ageeva // Russian metallurgy (Metally). 2017. Vol. 2017, No. 12. Р. 1083–1085.

17. 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. Р. 573–575.

18. 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.

19. 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.

20. 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.

21. Получение твердосплавных изделий холодным изостатическим прессованием электроэрозионных порошков и их исследование / Е. В. Агеева, Р. А. Латыпов, П. И. Бурак, Е. В. Агеев // Известия Юго-Западного государственного университета. 2013. № 5 (50). С. 116–125.

22. 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 ЮгоЗападного государственного университета. 2012. № 1 (40), ч. 1. С. 182–189.

23. Патент 2449859 Рос. Федерация, МПК В 22 F 9/14, В 23 Н 1/02, В 82 Y 40/00. Установка для получения нанодисперсных порошков токопроводящих материалов / Агеев Е. В., Семенихин Б. А., Латыпов Р. А., Аниканов В. И. № 2010104316/02; заявл. 08.02.2010; опубл. 10.05.2012, Бюл. № 13.