Obrabotka Metallov. 2016 no. 3(72)

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 3 (72) 2016 53 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ постоянного тока и одновременным приложени- ем одноосного давления к порошковой компози- ции. За счет протекания тока контактирующие частицы локально плавятся, при этом основная часть материала остается в твердом состоянии. Спекание материала происходит равномерно по всему объему. Приложение давления обеспечи- вает высокую плотность получаемых компактов. Высокая скорость процесса позволяет фиксиро- вать исходную структуру спекаемых материалов [25, 26]. Работ, посвященных получению гетеро- фазных железоуглеродистых сплавов методом искрового плазменного спекания, немного, хотя применение данной технологии может позво- лить сформировать уникальные материалы на основе железа. Цель данной работы заключается в формиро- вании многофазного материала на основе железа с использованием метода искрового плазменно- го спекания и исследовании его структуры. Методика проведения исследований В качестве исходных материалов были вы- браны стали с перлитной (У8) и аустенитной (12Х18Н10Т) структурами (рис. 1, а , б ). Пред- полагалось, что на участках взаимодействия частиц разнородных сталей в ходе спекания за счет активизации диффузионных процессов бу- дут сформированы переходные области, облада- ющие промежуточным химическим составом по сравнению со спекаемыми сталями, что приве- дет к появлению после охлаждения структур, от- личных от исходных. Объектами исследования в работе являлись образцы, сформированные искровым плазменным спеканием (SPS) частиц данных разнородных сталей, полученных пу- тем обработки резанием. Формирование равно- мерной смеси обеспечивали перемешиванием частиц сталей в планетарной шаровой мельни- це Fritsch Pulverisette 6 при частоте вращения 100 об/мин в течение 20 мин. Микрофотографии смеси частиц сталей представлены на рис. 1, в . Более крупные вытянутые (за счет пластической деформации) частицы в данной смеси – части- цы стали 12Х18Н10Т. Их максимальный раз- мер достигает 1000 мкм. Наибольший размер частиц стали У8 составляет 500 мкм, при этом они имеют осколочную форму. Результаты энер- годисперсионного анализа частиц представлены в табл. 1. Спекание осуществляли на установке SPS10-4 Advanced Technology в токопроводящей гра- фитовой пресс-форме с внутренним диамет- ром 30 мм. Форма и порошок отделялись графи- товым слоем для исключения взаимодействия. Контроль температуры осуществляли термопа- рой, расположенной в отверстии в верхнем пу- ансоне. Режимы спекания образцов представле- ны в табл. 2. На рис. 2 изображен общий график процесса спекания. Образцы для структурных исследований подготавливали с использованием стандартных Т а б л и ц а 1 Результаты энергодисперсионного анализа стружки сталей Хим. элемент, % вес. С Cr Ni Si Mn Fe Сталь 12Х18Н10Т 0,11 18,82 8,59 0,58 1,53 Осн. Сталь У8 0,76 0,36 – 0,38 0,97 Осн. а б в Рис. 1 . Структура исходных сталей 12Х18Н10Т ( а ) и У8 ( б ) и общий вид полученной смеси частиц ( в )