ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 24 № 4 2022 192 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Особенности формирования структуры спеченных порошковых материалов с использованием отходов металлообработки стальных заготовок Елена Коростелева a, *, Иван Николаев b, Виктория Коржова c Институт физики прочности и материаловедения СО РАН, пр. Академический, 2/4, г. Томск, 634055, Россия a https://orcid.org/0000-0002-4363-3604, elenak@ispms.ru, b https://orcid.org/0000-0003-4529-6477, rmkast97@gmail.com, c https://orcid.org/0000-0003-0835-9264, vicvic5@mail.ru Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты). 2022 Том 24 № 4 с. 192–205 ISSN: 1994-6309 (print) / 2541-819X (online) DOI: 10.17212/1994-6309-2022-24.4-192-205 Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты) Сайт журнала: http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov Введение Производственные процессы машиностроительных предприятий связаны с формированием большого количества разнообразных отходов, среди которых может быть и ценное вторичное сырье. Среди проблем ресурсосбережения и снижения экологической нагрузки на окружающую среду широко востребованы решения, ИНФОРМАЦИЯ О СТАТЬЕ УДК 621.762.5 История статьи: Поступила: 15 сентября 2022 Рецензирование: 04 октября 2022 Принята к печати: 20 октября 2022 Доступно онлайн: 15 декабря 2022 Ключевые слова: Отходы металлообработки Металломатричные композиты Стальная стружка Порошковая смесь Оксиды Спекание Структура Финансирование: Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского научного фонда и субсидии администрации Томской области, грант № 22-13-20031, https://rscf.ru/ project/22-13-20031/. Благодарности: Исследования частично выполнены на оборудовании ЦКП «Структура, механические и физические свойства материалов» (соглашение с Минобрнаукой № 13.ЦКП.21.0034). АННОТАЦИЯ Введение. Обрабатывающие производственные процессы в той или иной степени связаны с получением отходов металлообработки в виде металлической стружки. Развитие технологий утилизации и переработки отходов машиностроительного производства является востребованным решением как в целях ресурсосбережения, так и с экологической точки зрения. Среди множества традиционных подходов к проблеме вторичного использования металлической стружки наиболее интересным может быть способ использования стружки как одного из компонентов в порошковом материале. Целью работы является анализ возможности использования отходов металлообработки стальных заготовок из стали 45 (металлическая стружка) в порошковых композициях на основе титана и алюминия не только как источник железа, но и как возможный источник оксида Fe2O3. Внимание к оксиду было уделено с точки зрения инициирования в порошковой смеси на основе титана и алюминия реакций восстановления с образованием оксидной фазы Al2O3 для получения металломатричного композита. Методы исследования: для использования в порошковых композициях с титановым и алюминиевым порошками стальная стружка от обработки заготовок из стали 45 была дополнительно окислена в воде и измельчена в вибромельнице до средних размеров частиц 300 мкм. Измельченную и окисленную стружку смешивали с порошками титана и алюминия в различных пропорциях, чтобы изучить ее взаимодействие с этими порошковыми компонентами. Полученные смеси прессовали в виде цилиндрических образцов и спекали в вакуумной печи при температуре 1000 °С. Фазовый состав и микроструктуру исследовали с помощью рентгеновского дифрактометра XRD-6000 с CuKα-излучением и оптического микроскопа AXIOVERT-200MAT. Результаты и обсуждения. Показано, что после фрезерной обработки без использования СОЖ стружка из стали 45 не аккумулировала заметный объем оксидов железа, что потребовало дополнительных окислительных процедур. Рассмотрено взаимодействие измельченной окисленной стружки с компонентами порошковых смесей, показано ее влияние на объемные изменения прессовок и структурообразование металломатричных композитов. Результаты оптической металлографии и рентгеноструктурного анализа (РСА) спеченных порошковых композиций с использованием окисленной измельченной стружки стали 45 позволили дать оценку протекающим процессам структурообразования в зависимости от сочетания взаимодействующих компонентов, их взаимному влиянию и перспективам получения композитов с дисперсной оксидной фазой. Для цитирования: Коростелева Е.Н., Николаев И.О., Коржова В.В. Особенности формирования структуры спеченных порошковых материалов с использованием отходов металлообработки стальных заготовок // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2022. – Т. 24, № 4. – С. 192–205. – DOI: 10.17212/1994-6309-2022-24.4-192-205. ______ *Адрес для переписки Коростелева Елена Николаевна, к.т.н., доцент Институт физики прочности и материаловедения СО РАН, пр. Академический, 2/4, 634055, г. Томск, Россия Тел.: 8 (382) 2-286-962, e-mail: elenak@ispms.ru
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1