ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 26 № 2 2024 199 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Температуры окисления инструментальных вольфрамокобальтовых твердых сплавов Игорь Ефимович a, *, Иван Золотухин b Тюменский индустриальный университет, ул. Володарского, 38, г. Тюмень, 625000, Россия a https://orcid.org/0000-0002-9060-4988, egor_kosin@mail.ru; b https://orcid.org/0000-0002-1517-9117, zolotuhinis@tyuiu.ru Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты). 2024 Том 26 № 2 с. 199–211 ISSN: 1994-6309 (print) / 2541-819X (online) DOI: 10.17212/1994-6309-2024-26.2-199-211 Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты) Сайт журнала: http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov ИНФОРМАЦИЯ О СТАТЬЕ УДК 669.018.25:[536.413.2 + 620.193] История статьи: Поступила: 29 января 2024 Рецензирование: 26 февраля 2024 Принята к печати: 20 марта 2024 Доступно онлайн: 15 июня 2024 Ключевые слова: Высокие температуры Высокотемпературное окисление Вольфрамокобальтовые сплавы Твердые сплавы группы ВК Дилатометрия Тепловое расширение Температура окисления Газовая коррозия Химическое разрушение АННОТАЦИЯ Введение. Изделия, содержащие вольфрамокобальтовые твердые сплавы, широко используются в различных отраслях промышленности. Зачастую они работают при повышенной температуре, при которой, как отмечается в литературных источниках, наблюдается подверженность твердых сплавов сильному окислению в воздушной среде. Однако нет достаточно точных значений температур окисления, а также не установлены зависимости этих температур и скорости окисления твердых сплавов от концентрации кобальта при широком ее варьировании. Предметом исследования является процесс окисления вольфрамокобальтовых твердых сплавов. Цель работы – получение значений температур окисления вольфрамокобальтовых твердых сплавов с различным содержанием кобальтовой фазы по массе в диапазоне 3–20 %. Методы. Исследование динамики роста оксидных образований проводилось в воздушной среде. Образцы одинаковой длины нагревались до температуры 850 °С и охлаждались с одинаковой скоростью в печи дилатометра Netzsch 402 PC с толкателем при одновременной регистрации их абсолютного удлинения. Скорость окисления образца определялась косвенно по разнице его длины до нагрева и после остывания. Значения температур окисления определялись путем математического анализа графиков зависимости абсолютного удлинения образцов от температуры. Результаты и обсуждение. Получены экспериментальные зависимости абсолютного удлинения образцов вольфрамокобальтовых твердых сплавов от температуры в диапазоне от 20 до 850 °С, а для сплава с 8 % кобальта – до 1150 °С. Установлено, что скорость окисления вольфрамокобальтовых твердых сплавов линейно возрастает с увеличением концентрации карбидов вольфрама (уменьшается с увеличением концентрации кобальта). При нагреве выявлены две характерные температуры: начала окисления (631 ± 4 °С) и перехода к активному окислению (804 ± 11 °С). Установленные температуры одинаковы для различных соотношений концентраций карбидов вольфрама и кобальта. Применение. Результаты могут быть использованы при выборе температурных режимов работы изделий, изготовленных из вольфрамокобальтовых твердых сплавов. Для цитирования: Ефимович И.А., Золотухин И.С. Температуры окисления инструментальных вольфрамокобальтовых твердых сплавов // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2024. – Т. 26, № 2. – С. 199–211. – DOI: 10.17212/19946309-2024-26.2-199-211. ______ *Адрес для переписки Ефимович Игорь Аркадьевич, к.т.н., доцент Тюменский индустриальный университет, ул. Володарского, 38, 625000, г. Тюмень, Россия Тел.: 8 (3452) 50-49-15, e-mail: egor_kosin@mail.ru Введение Инструментальные вольфрамокобальтовые твердые сплавы широко используются в различных отраслях промышленности. Изделия, содержащие эти сплавы, часто работают при высоких температурах, что обусловливает актуальность исследования их работоспособности при этих условиях. У большинства материалов значительно изменяются свойства с повышением температуры, и особую роль играет рост химической активности, в частности, при взаимодействии с кислородом воздуха. Факт высокотемпературного окисления твердых сплавов подтверждается рядом исследователей. До температуры 600…650 °С окисление твердых сплавов слабо выражено [1–3], незначительно окисляется только кобальт [4]. В диапазоне температур 650…800 °С происходит резкое увеличение скорости окисления, что подтверждается изгибом графиков [3, 5–8], полученных термогравиметрическим методом (TGA). При температурах выше 800 °С начинается интенсивное окисление. Чем больше время температурного воздействия (даже при постоянной
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1