Obrabotka Metallov. 2016 no. 2(71)

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 2 (71) 2016 52 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ где они могут конкурировать с материалами ана- логичной структуры на основе керамик [7]. Для высоких температур эксплуатации до 1000 °С и для совместимости с каталитиче- скими покрытиями необходимы специальные составы сплава и предварительная обработка материала. Сплавы NiFeCrAl и FeCrAl являют- ся перспективными кандидатами в отношении устойчивости к окислению из-за того, что в них содержится алюминий, что позволяет сформи- ровать слой оксида алюминия, который и обе- спечивает сопротивление долгосрочному окис- лению при температурах больше 950 °C [8, 9]. Материалы системы Fe-Cr-Al интенсивно исследуются в компактном состоянии в виде на- пыленных защитных покрытий, а также в виде пористых проницаемых материалов. Большое внимание уделяется изучению процесса окис- ления, поиску легирующих элементов, повыша- ющих стойкость к окислению, исследованиям состава и структуры оксидных пленок [10–15]. Так, для высокопористого материала из во- локон FeCrAl показано, что малое количество добавки Si ведет к значительному улучше- нию стойкости к окислению [16]. Для ВПЯМ Fe-Cr-Al, получаемых методом порошковой ме- таллургии, стойкость к окислению возрастает с уменьшением пористости стенок перемычек [9]. Поэтому получение более плотной структуры в элементах каркаса ВПЯМ благоприятно не толь- ко для достижения более высоких механических свойств, но и для достижения лучшей стойкости к окислению. Наличие тех или иных фаз на той или иной стадии спекания может оказывать вли- яние на процесс уплотнения. Технология получения ВПЯМ-хромаль раз- работана недавно [17, 18] и требует дальней- шего совершенствования. Закономерности и рекомендации по составу, найденные для ком- пактных и пористых волокнистых материалов, требуют уточнения при получении ВПЯМ мето- дами шликерной порошковой технологии. Это обусловлено специфическими требованиями: 1) достижением некоторого уровня прочности после предварительного отжига, необходимого для перемещения ВПЯМиз печи в печь; 2) дости- жением удовлетворительной плотности структу- ры перемычек после окончательного спекания; 3) достижением экономической эффективности за счет использования доступных порошков. Цель настоящей работы – изучение законо- мерностей фазо- и структурообразования в про- цессе подготовки шихты и на стадиях термооб- работки. Методика проведения исследований Для получения образцов ВПЯМ-хромаль использовали порошки карбонильного железа Р-20, лигатуры Fe20Cr6020Al и добавка высоко- дисперсного порошка кобальта в соотношении для получения состава Fe – 18 % Cr – 6 % Al – 1,5 % Co. Порошок лигатуры подвергали помолу в атмосфере аргона в вибромельнице МВ0,005 в течение 32 ч при навеске 1,5 кг и соотношении порошок/шары = 1/10. После смешивания в ших- ту вводили раствор ПВС для получения шлике- ра. Полиуретановую ячеистую структуру готови- ли из вспененного полиуретана по стандартной методике [19]. Затем проводили пропитку по- лиуретановой ячеистой структуры шликером с последующим обжатием на валках для удаления избытка шликера. Термообработку проводили при температурах до 700 о С в водороде в тече- ние 0,5 ч с промежуточными выдержками: при 350 о С – 3 ч и при 550 о С – 2 ч. Окончательное спекание проводили в вакууме с изотермической выдержкой при 1270 о С – 2 ч. Скорость охлаж- дения после окончательного спекания до 500 о С составляла величину 2,5 о /мин. Съемку для рентгеноструктурного анали- за осуществляли на дифрактометре XRD-6000 фирмы SHIMADZU с использованием Cu Kα- излучения в режиме сканирования при скорости 2 град/мин. Обработка рентгенограмм включает в себя: – качественный фазовый анализ – в програм- ме Crystallographica Search-Match ( CSM ) с ис- пользованием файлов PDF, картотеки the Inter- national Centre for Diffraction Data (ICDD); – количественный анализ, который включал определение процентного содержания в образ- це различных кристаллических фаз, определе- ние параметров кристаллических решеток фаз, определение величины размеров блоков и на- пряжений по ширине рентгеновских линий – в программе PowderCell 2.4. с использованием ап- проксимирующей функции Pseudo-Voigt 1. Для рентгеносъемки образцы ВПЯМ после предварительного спекания при 700 о С перево-