Obrabotka Metallov 2011 No. 3

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 3 (52) 2011 50 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ активирует процесс уплотнения вследствие сближения центров спекаемых наночастиц вольфрама. Для объяснения активированного спекания НП ав- торами работ [9, 10] была предложена флуктуационная модель спекания, суть которой заключается в том, что начальная стадия спекания определяется флуктуаци- онным плавлением наночастиц, термодинамические параметры которых подвержены флуктуациям. В [11] было показано, что данная модель хорошо описывает начальную стадию спекания при условии, что флук- туационно расплавившаяся частица объединяется с одной соседней частицей максимального объема. Таким образом, активированное спекание НП W и Mo в присутствии малых добавок НП Ni может быть описано в рамках флуктуационной модели: рас- плавляющиеся наночастицы никеля объединяются с наночастицами вольфрама и молибдена, протекают диффузионные процессы, происходит растворение вольфрама и молибдена в никеле в приграничном слое наночастиц с исчезновением жидкой фазы. Сравнение результатов спекания прессовок из НП W – Ni в вакууме и в аммиачной плазме тлею- щего разряда показало, что во втором случае образ- цы примерно при одинаковой плотности имели бо- лее высокие значения модуля упругости и особенно микротвердости. Модуль упругости спеченного ле- гированного никелем вольфрама близок к таблично- му (398 ГПа) [12]. Этот эффект объясняется тем, что спекание порошковых прессовок в плазме тлеющего разряда в значительной мере активируется прохож- дением через спекаемый объект электрического тока и бомбардировкой его поверхности ионами плазмы, что было показано в работах [13, 14]. Выводы Исследованы процессы формования и спекания нанопорошков вольфрама и молибдена с добавками нанопорошка никеля, определены плотность, усадка, модуль упругости и микротвердость спеченных образ- цов. Установлено положительное влияние добавки на- нопорошка никеля на процесс уплотнения прессовок при спекании, которое приводит к повышению меха- нических свойств спеченных тугоплавких металлов. Показано, что образцы, полученные прессованием нанопорошка вольфрама с добавкой нанопорошка ни- келя и спеканием в плазме тлеющего разряда, имеют более высокие значения модуля упругости и твердости (394,1 ГПа и 4131МПа) по сравнению с образцами, спе- ченными в вакуумной печи (322,1 ГПа и 3426 МПа). Список литературы 1. Суперсплавы II: Жаропрочные материалы для аэрокосмических и промышленных энергоустановок / под ред. Ч.Т. Симса, Н.С. Столоффа, У.К. Хагеля; пер. с англ. – В 2 кн.: Кн. 2 / под ред. Р.Е. Шалина. – М.: Металлургия, 1995. – 384 с. 2. Стороженко П.А., Гусейнов Ш.Л., Малашин С.И. // Российские нанотехнологии. – 2009. – Т. 4. – № 1 – 2. – С. 27–39. 3. Зеликман А.Н., Коршунов Б.Г. Металлургия редких металлов. – М.: Металлургия, 1991. – 432 с. 4. Матренин С.В., Ильин А.П., Слосман А.И., Толба- нова Л.О. Спекание нанодисперсного порошка железа // Перспективные материалы. – 2008. – № 5. – С. 81–87. 5. Гусев А.И. Нанокристаллические материалы: методы получения и свойства. – Екатеринбург : УроРАН, 1998 – 198 с. 6. Ремпель А.А . Нанотехнологии, свойства и примене- ние наноструктурированныхматериалов // Успехи химии. – 2007. – Т. 76. – № 5. – С. 474–500. 7. Грязнов В.Г., Капрелов A.M., Романов А.Е . О кри- тической устойчивости дислокаций в монокристаллах // Письма в ЖТФ. – 1989. – Т. 15. Вып. 2. – С. 39–44. 8. Назаренко О.Б. Электровзрывные нанопорошки: по- лучение, свойства, применение / под ред. А.П. Ильина. – Томск: Изд-во Томск. политехн. ун-та, 2005. – 148 с. 9. Степанов Ю.Н., Алымов М.И. Расчет скорости усадки на первой стадии спекания компактов из ультради- сперсных порошков // ФХОМ. – 2001. – № 6. – С. 76–78. 10. Степанов Ю.Н., Алымов М.И., Мальтина Е.И. Уль- традисперсные металлические порошки: модель начальной стадии спекания // Металлы. – 1995. – № 1. – С. 127–132. 11. Степанов Ю.Н. Закономерности объединения на- ночастиц при их флуктуационном плавлении на начальной стадии спекания // Российские нанотехнологии. – 2007. – Т. 2. – № 1. – С. 133–135. 12. Колачев Б.А., Елагин В.И., Ливанов В.А. Метал- ловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов. – М.: МИСИС, 2005. – 432 с. 13. Слосман А.И., Матренин С.В. Электроразрядное спекание керамики на основе диоксида циркония // Огне- упоры. – 1994. – № 9. – С. 24–27. 14. Матренин С.В., Слосман А.И., Мячин Ю.В . Спека- ние железотитанового сплава в аммиачной плазме тлею- щего разряда // Металловедение и термическая обработка металлов (МИТОМ). – 2007. – № 6. – С. 17–23. Research of processes of pressing and sintering nanopowders of tungsten and molybdenum S.V. Matrenin, B.B. Ovechkin, D.D. Sadilov, O.S. Lyakhova The results of doped with nickel nanopowder tungsten and molybdenum nanopowders forming and sintering processes are presented, density, shrink, modulus of elasticity and microhadness of sintered samples are tested. The positive influence of nickel nanopowder addition on pressed samples consolidation process when sintering is established raising mechanical properties of refractory metals is installed. Key words: refractory metals, tungsten, molybdenum, nanopowder, sintering, indentation.