RU2707055C1 - Способ получения металлического композиционного материала с дисперсной фазой на основе карбида - Google Patents

Способ получения металлического композиционного материала с дисперсной фазой на основе карбида Download PDF

Info

Publication number
RU2707055C1
RU2707055C1 RU2018146793A RU2018146793A RU2707055C1 RU 2707055 C1 RU2707055 C1 RU 2707055C1 RU 2018146793 A RU2018146793 A RU 2018146793A RU 2018146793 A RU2018146793 A RU 2018146793A RU 2707055 C1 RU2707055 C1 RU 2707055C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
iron
particles
metal
powder
carbide
Prior art date
Application number
RU2018146793A
Other languages
English (en)
Inventor
Елена Георгиевна Земцова
Владимир Михайлович Смирнов
Борис Николаевич Семёнов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет" (СПбГУ)"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет" (СПбГУ)" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет" (СПбГУ)"
Priority to RU2018146793A priority Critical patent/RU2707055C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2707055C1 publication Critical patent/RU2707055C1/ru
Priority to EA201900553A priority patent/EA201900553A3/ru

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/10—Alloys containing non-metals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/12—Both compacting and sintering
    • B22F3/14—Both compacting and sintering simultaneously
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C1/05—Mixtures of metal powder with non-metallic powder
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C29/00—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides
    • C22C29/005—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides comprising a particular metallic binder
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C29/00—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides
    • C22C29/02—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides
    • C22C29/06—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides based on carbides, but not containing other metal compounds
    • C22C29/067—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides based on carbides, but not containing other metal compounds comprising a particular metallic binder
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C29/00—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides
    • C22C29/02—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides
    • C22C29/06—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides based on carbides, but not containing other metal compounds
    • C22C29/10—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides based on carbides, but not containing other metal compounds based on titanium carbide

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

Изобретение относится к получению металлического композиционного материала на основе железа с дисперсной фазой на основе карбида. Способ включает приготовление смеси порошка из матричного металла с керамическими наноразмерными частицами, прессование и спекание под давлением. В качестве наноразмерных частиц используют частицы карбида титана или карбида кремния с размером 5-50 нм. Перед приготовлением смеси проводят подготовку поверхности керамических наноразмерных частиц парами треххлористого железа FeCl3, затем проводят обработку парами воды в токе сухого инертного газа, после чего проводят одновременную обработку парами треххлористого железа FeCl3 и парами воды в токе сухого инертного газа, с последующей их обработкой в восстановительной среде Н2, а затем при комнатной температуре в течение 30 минут. Полученные керамические наноразмерные частицы с металлическим покрытием смешивают с порошком из чистого железа α-Fe размером 60-80 нм и проводят их прессование, после чего нагревают в пресс-форме до 480°С с последующим окончательным горячим прессованием. Обеспечивается повышение прочности и жаропрочности материала, который может быть использован для изготовления газотурбинных установок и режущего инструмента. 2 ил., 3 табл., 3 пр.

Description

Изобретение относится к области нанотехнологии и порошковой металлургии, а именно к композиционным материалам с металлической матрицей и наноразмерными упрочняющими частицами карбидов.
Известны композиционные материалы с металлической матрицей и упрочняющими частицами композитов на основе металлов, в качестве матрицы применяют алюминий, железо, магний, никель, медь и т.д. [Композиционные материалы, получаемые методом пропитки. Тучинский Л.И. - М.: Металлургия, 1986. 208 с.; Композиционные материалы: строение, получение, применение, Батаев А.А., Батаев В.А., изд. Логос, 2006 г., 398 стр.]. Упрочняющими частицами служат тугоплавкие частицы различной дисперсности. Основными преимуществами композиционных материалов с металлической матрицей по сравнению с обычным (без дисперсной фазы) металлом являются: повышенная прочность, повышенная жесткость, повышенное сопротивление износу, повышенное сопротивление ползучести.
Однако развитие требований техники ставит задачу улучшения равномерности распределения частиц дисперсной фазы. Трудности в распределении фазы при получении композиционным материалам с металлической матрицей и упрочняющими частицами карбидов связаны с тем, что углы смачивания смешиваемых фаз веществ сильно отличаются. Таким образом использование дисперсных частиц карбидов при введении в расплав металла не дает желаемого эффекта.
Известен способ получения композиционного материала, содержащего металлическую матрицу и керамический упрочнитель [Патент Ru 2246379 - Способ получения композиционного материала]. Готовят смесь порошка матричного металла с керамическим упрочнителем. Подвергают ее механическому легированию с получением композиционных гранул и последующей дегазации в вакууме при температуре выше температуры солидуса матричного сплава. После чего осуществляют брикетирование смеси и горячую экструзию брикетов. Техническим результатом является получение бездеффектной структуры, повышение механических свойств. Однако избежать агломерации не удается.
Известен способ получения изделия из композиционного материала на основе металлической матрицы, армированной SiC [Патент Ru №2392090 Способ получения изделия из композиционного материала]. В этом способе исходную заготовку получают путем заполнения формы порошком карбида кремния разных размерных фракций. Затем исходную заготовку нагревают и пропитывают расплавом матричного металла путем погружения формы в расплав с помощью механического давления на форму. Однако, в результате взаимодействия жидкой фазы (расплав) и твердая фаза (частицы карбида кремния) протекает процесс агломерации и, следовательно, слабое увеличение механических свойств, однако, наблюдается повышение теплопроводных свойств.
Известен способ получения изделий из композиционных материалов с наноразмерными упрочняющими частицами [патент RU 2485196], в котором гранулы композиционного материала получают механическим легированием порошковой смеси, содержащей частицы матричного материала и 0,1-50 об. % упрочняющих наночастиц размером 0,7-100 нм. Полученные гранулы размещают в форме, нагревают до частичного или полного расплавления гранул и проводят полужидкую или жидкую штамповку. Применение наночастиц в качестве упрочняющих частиц снижает уровень не равномерности распределения наночастиц по всему объему матрицы. Однако агломерация наночастиц (из-за разности углов смачивания) не позволяет достичь потенциально высоких значений прочности.
Известен способ изготовления композита с металлической матрицей и наноразмерными упрочняющими частицами [патент RU 2246379] на основе смеси порошка матричного металла с керамическим упрочнителем (с керамическими наноразмерными частицами), наиболее близкий к заявленному способу, и принятый в качестве прототипа. В известном способе указанную смесь подвергают механическому легированию с получением композиционных гранул и последующей дегазации в вакууме при температуре выше температуры солидуса матричного сплава. После чего осуществляют брикетирование смеси (прессование) и горячую экструзию брикетов (спекание под давлением) для получения бездеффектной структуры и повышения механических свойств.
Недостатком известного способа является недостаточно высокая прочность за счет применения наночастиц в качестве упрочняющих и за счет неравномерности распределения наночастиц по всему объему матрицы; вместе с тем агломерация наночастиц в процессе синтеза (из-за разности углов смачивания) не позволяет достичь потенциально высоких значений механической прочности.
Заявленное изобретение свободно от указанных недостатков за счет устранения предпосылок к протеканию процесса агломерации (при перемешивании частиц дисперсной фазы с нанесенным слоем металла с дополнительными частицами матрицы для регулирования соотношения металла и дисперсной фазы (об. %)) в силу того факта, что соприкасаются поверхности твердых частиц одного химического состава.
Техническим результатом изобретения является повышение прочностных характеристик и жаропрочности композиционного материала на основе железа, содержащего в качестве дисперсной фазы карбид титана и карбид кремния.
В основу решения технической задачи заявленного изобретения положено нестандартное решение, в котором исходным объектом для синтеза композиционного материала на основе металлической матрицы (железо) и наноразмерных упрочняющих частиц выступают наночастицы дисперсной фазы (карбид титана, карбид кремния) со стандартными размерами 5-50 нм. Матрица (железо) синтезируется химическим способом на поверхности наночастиц карбида титана или карбида кремния и далее осуществляют компактирование, причем компактирование осуществляют холодной, теплой или горячей обработкой давлением, спеканием или их комбинациями. Такой подход позволяет получать структуру композиционного материала, где в объеме металлической (железной) матрицы равномерно распределялись наночастицы TiC или SiC без их коагуляции (укрупнения).
Указанный технический результат достигается тем, что в способе изготовления композита с металлической матрицей и наноразмерными упрочняющими частицами, обладающего необходимыми механическими свойствами и жаропрочностью, в соответствии с заявленным изобретением, проводят следующие стадии (для случая получения в качестве металлической матрицы железа):
1. проводят подготовку поверхности стандартных частиц карбида титана и карбида кремния химическим методом, размер частиц 5-50 нм (наиболее доступный производитель фирма Sigma-Aldrich), навеска 1 г. Образец высушивают при температуре 200°С, далее навеску образца помещают в кварцевый реактор и обрабатывают парами треххлористого железа (FeCl3) в токе сухого инертного газа (аргона) в течение 30 мин, затем прекращают подачу паров хлорида, далее образец обрабатывают парами воды (Н2О) в токе сухого инертного газа (аргона) в течение 30 мин, затем образец высушивают в потоке инертного газа при температуре 200°С.
2. проводят обработку полученного образца совместной подачей парами треххлористого железа (FeCl3) и парами воды (Н2О) в токе сухого инертного газа (аргона) в течение 30 мин, затем образец высушивают в потоке инертного газа при температуре 200°С.
3. проводят обработку образца в восстановительной среде (Н2) при температурах 250-700°С в течение 30 мин до изменения цвета, заключительной стадией является обработка образца в восстановительной среде (Н2) при комнатной температуре в течение 30 мин.
4. проводят смешение наночастиц карбида с покрытием металлического железа по пп. 1 -3 с порошком частиц железа размером 60-80 нм, представляющих собой фазу α-Fe на. Железо получено по методике золь - гель синтеза FeOOH и последующим восстановлением при температуре 400°С.
Смешение (механическая активация) порошка проводили в микро-мельница PULVERISETTE 7 премиум линия. Смешиваемые порошки помещали в банки из нержавеющей стали емкостью 80 мл, содержащие измельчающие шарики из нержавеющей стали диаметром 10 мм (отношение шарика к порошку = 10:1).
Для регулирование объемной доли упрочняющих наночастиц и наночастиц металлической матрицы проводили перемешивание частиц дисперсной фазы с нанесенным слоем металла с дополнительными наночастицами матрицы для регулирования соотношения металла и дисперсной фазы (об. %) при 500 об/мин в течение 180 мин.
5. проводят уплотнение образцов холодным прессованием под давлением 800 МПа, затем образцы нагревались в пресс-форме до 480°С с окончательным горячим прессованием 600 МПа. Плотность спеченных образцов определяли гидростатическим взвешиванием.
В результате предложенных технических операций получается композиционный материал с повышенными прочностными характеристиками и жаропрочностью.
На Фиг. 1 представлена схема структурных изменений при изготовлении образца композиционного материала на металлической основе с дисперсной фазой на основе карбидов, где:
1 - исходный порошок дисперсной фазы (SiC, TiC),
2 - покрытие дисперсной фазы слоем металлического железа (изображено состояние частиц в середине процесса осаждения железа на частицы порошка, когда покрытие образовалось не на всех частицах,
3 - отображает процесс прессования, когда частицы TiC-Fe0 начинают сближаться в направлении друг к другу,
4 - фрагмент спрессованного композиционного материала на металлической основе (Fe0) с дисперсной фазой на основе карбидов (представлены в виде черных кружков).
При прессовании частиц дисперсной фазы с нанесенным слоем металла (TiC+Fe0 или SiC+Fe0) с дополнительными наночастицами металла матрицы (Fe0) для регулирования соотношения металла и дисперсной фазы получалась структура материала, где в объеме металлической (железной) матрицы распределялись наночастицы TiC или SiC без их коагуляции (укрупнения).
Заявленное изобретение было апробировано в лабораторных условиях Санкт-Петербургского государственного университета на химическом факультете.
Результаты проведенных исследований, подтверждающих достижение технического результата, приведены в конкретных примерах реализации заявленного изобретения. Ниже поясняется сущность заявленного изобретения и иллюстрирующие примеры апробации.
Пример 1.
Получение композиционного материала на основе металлической (железной) матрицы и дисперсной фазы SiC.
На первой стадии проводится подготовка поверхности стандартных наночастиц карбида кремния химическим методом, размер частиц 5-50 нм, навеска 1 г. Образец высушивают при температуре 200°С, далее навеску образца помещают в кварцевый реактор и обрабатывают парами треххлористого железа (FeCl3) в токе сухого инертного газа (аргона) в течение 10 мин, затем прекращают подачу паров хлорида, далее образец обрабатывают парами воды (Н2О) в токе сухого инертного газа (аргона) в течение 10 мин, затем образец высушивают в потоке инертного газа при температуре 200°С в течение 30 мин.
В результате такой подготовки на поверхности карбида кремния образуется монослой железокислородных групп.
На второй стадии проводят обработку полученного образца методом CVD путем совместной подачи паров треххлористого железа (FeCl3) и паров воды (Н2О) в токе сухого инертного газа (аргона) в течение 15 мин, затем образец высушивают в потоке инертного газа при температуре 200°С в течение 30 мин.
В результате второй стадии на поверхности карбида кремния образуется нанослой железокислородных групп. Толщина нанослоя зависит от времени обработки образца методом CVD. При времени обработки 15 мин толщина слоя железокислородных групп составляет около 50 нм.
На третьей стадии проводят обработку образца в восстановительной среде (Н2) при температурах 550°С в течение 30 мин, обработка образца в восстановительной среде (Н2) при комнатной температуре в течение 30 мин.
В результате третьей стадии на поверхности карбида кремния образуется нанослой из наночстиц металлического железа.
На четвертой стадии смешение наночастиц карбида с покрытием металлическим железом по вышеприведенным 1-3 стадиям с порошком частиц железа размером 60-80 нм, представляющих собой фазу α-Fe. Железо получено по методике золь- гель синтеза FeOOH и последующим восстановлением при температуре 400°С.
Смешение (механическая активация) порошка проводили в микро-мельница PULVERISETTE 7 премиум линия. Смешиваемые порошки помещали в банки из нержавеющей стали емкостью 80 мл, содержащие измельчающие шарики из нержавеющей стали диаметром 10 мм (отношение шарика к порошку = 10:1). Для регулирование объемной доли упрочняющих наночастиц и наночастиц металлической матрицы проводили перемешивание частиц дисперсной фазы с нанесенным слоем металла с дополнительными наночастицами матрицы для регулирования соотношения металла и дисперсной фазы (об. %) при 500 об / мин в течение 180 мин.
На пятой стадии образцы уплотнялись холодным прессованием под давлением 800 МПа, а затем нагревались пресс-формой до 480°С с окончательным горячим прессованием 600 МПа.
Для диагностики полученных образцов использовался ряд аналитических методов. Исследование геометрии каналов полученных мезопористых мезоструктурированных материалов осуществлялось при помощи малоугловой рентгеновской дифракции. Данный метод позволил определить межплоскостные расстояния между слоями гексагонально упакованных пор. Определение весовой доли железа в образце производилось фотометрией раствора полученного кипячением аликвоты образца водным раствором соляной кислоты. Определение количества железа, содержащегося в железокислородных нанослоях, наносившихся на на поверхности карбида кремния, определялось фотометрически. Определение химического состояния металлического железа в образце определялось методом мёссбауэровской спектроскопии. Плотность спеченных образцов определяли гидростатическим взвешиванием. Испытания на изгиб проводились в соответствии с ГОСТ 14019-80 " металлы и сплавы. Методы испытания на изгиб." Строение и морфологию порошковых материалов изучали с помощью сканирующей электронной микроскопии (TESCAN Mira-3М). Металлографические исследования проводились на оптическом микроскопе (Карл- Цейс). Плотность спеченных образцов определяли гидростатическим взвешиванием.
Пример 2.
Иллюстрирует возможность направленно регулировать соотношения (вес. %) металла и дисперсной фазы TiC.
Для обоснования возможности направленно регулировать соотношения (вес. %) металла и дисперсной фазы были синтезированы образцы порошка карбида титана с различным количеством нанесенного на поверхность карбида титана слоев металлического железа. Синтез проводился по методике описанной в примере 1. Отличие заключалось в стадии 4. На этой стадии смешение наночастиц карбида титана с покрытием металлическим железом, синтезированным по пунктам 1-3 с порошком частиц железа размером 60-80 нм и представляющих собой фазу α-Fe.
Содержание титан-углеродных групп в образце определялось по содержанию титана. Анализ металлического железа проводили химическим методом. Данные по химическому составу образцов композиционного материала на основе железа с дисперсной фазой приведены в таблице 1.
Figure 00000001
На Фиг. 2 представлен рентгенофазовый анализ образца дисперсного железа с титан- карбидными наноструктурами после проведения всех стадий и прокаливани при 1100°С.
Из данных рентгенофазового анализа (Фиг. 2) следует, что на поверхности частиц карбида титана после нанесения слоев железа, смешивании их с частицами железа и прокаливания при температуре 1100°С в течение 5 часов образуется материал, содержащий металлическую матрицу и наноструктуры TiC.
Пример 3.
Иллюстрирует возможность регулировать механические свойства и жаропрочность, синтезированных композиционных материалов на основе железа с дисперсной фазой TiC. Определение предела прочности (временное сопротивление) σв. Для исследования механической прочности полученных образцов металлического композиционного материала на основе железа наноструктурированного упрочняющими карбидными частицами (TiC) опре- деляли предел прочности (временное сопротивление σв) при комнатной температуре на разрывной машине AG - 50KNXD (Япония) в ресурсном центре инновационных технологий композиционных материалов СПбГУ. Погрешность определения предела прочности составляет ±8%.
Данные по исследованию механических свойств, синтезированных композиционных материалов на основе железа с дисперсной фазой TiC представлены в таблице 2. Для сравнения в таблице также приведены механические свойства лучших сортов стали по Солнцеву [11]. Из таблицы следует, что механические свойства полученных композиционных материалов на основе железа с дисперсной фазой TiC сравнимы со свойствами лучших сортов стали, которые содержат много дорогостоящих легирующих добавок и стоимость этих сталей намного выше стоимости рассматриваемых материалов. Следует учитывать, что получаемые материалы, очевидно, могут иметь более высокие механические свойства, если учесть, что для них характерна остаточная внутренняя пористостью (5%).
Данные по исследованию жаропрочности, синтезированных композиционных материалов на основе железа с дисперсной фазой TiC представлены в таблице 3. Измерения жаропрочности проводили также на разрывной машине AG - 50KNXD (Япония), в рабочем пространстве которой было установлено нагревательное устройство с дополнительными устройствами для крепления образцов. Были проведены исследования по стабильной эксплуатации образцов при 800°С. Образцы прокаливались при температуре 800°С в течение 10 часов при нагрузке 100 МПа. Затем снова проводилось определение предела прочности.
Figure 00000002
Figure 00000003
Были проведены исследования механических характеристик полученных образцов металлического композиционного материала на основе железа, в том числе, при высоких температурах. Получены материалы с высоким пределом прочности (σв, МРа) - 1370 - 1460; обладающие хорошей жаропрочностью (σ800 100, МРа)-190.
Таким образом, результаты проведенных многочисленных исследований, позволяют считать, что создание металлического (на основе железа) композиционного материала, структурированного наноструктурами карбида титана с этот спользованием процесса поверхностного структурирования позволяет получить композиционного материала, где в обьеме металлической (железной) матрицы равномерно распределялись наночастицы TiC или SiC без их коагуляции (укрупнения), что позволяет считать, что этот метод получения является перспективным направлением получения композиционных металлических материалов нового поколения.
Как показывают результаты исследования, заявленный способ получения композиционного материала на основе металлической матрицы позволяет с учетом его повышенных прочностных характеристик и жаропрочностью, широко использовать такой композиционный материал в машиностроении, в том числе для изготовления элементов и узлов газотурбинных двигателей авиационно-космической техники, теплонагруженных узлов и деталей перспективных газотурбинных установок и двигателей газо-, нефтеперекачивающих, транспортных и энергетических систем, а также режущего инструмента в металлообрабатывающей промышленности.
Использованные источники информации:
1. Композиционные материалы, получаемые методом пропитки. Тучинский Л.И. - М.: Металлургия, 1986. 208 с.
2. Композиционные материалы: строение, получение, применение, Батаев А.А., Батаев В.А., изд. Логос, 2006 г., 398 стр.
3. патент Ru 2246379 от 25.02.2004
4. патент Ru 2392090 от 16.09.2008
5. патент RU 2485196 от 30.03.2012
6. патент RU 2246379 от 25.02.2004 - прототип
7. патент RU 2246379 от 25.02.2004
8. патент RU 2263089 от 25.02.2004
9. патент RU 2212306 от 14.03.2002
10. патент RU 2664747 от 23.06. 2017
11. Ю.П. Солнцев, Е.И. Пряхин, // Материаловедение, Химиздат, СПб, 2007, 784 с.

Claims (1)

  1. Способ получения металлического композиционного материала на основе железа с дисперсной фазой на основе карбида, включающий приготовление смеси порошка из матричного металла с керамическими наноразмерными частицами, прессование и спекание под давлением, отличающийся тем, что перед приготовлением смеси порошка из матричного металла с керамическими наноразмерными частицами, в качестве которых используют частицы карбида титана или карбида кремния с размером 5-50 нм, проводят подготовку поверхности керамических наноразмерных частиц парами треххлористого железа FeCl3 в токе сухого инертного газа в виде аргона при температуре 200°С в течение 30 минут, затем проводят обработку парами воды в токе сухого инертного газа, после чего проводят одновременную их обработку паров треххлористого железа FeCl3 и паров воды в токе сухого инертного газа, с последующей их обработкой в восстановительной среде Н2 при температуре 250-700°С в течение 30 минут, а затем при комнатной температуре в течение 30 минут, полученные после этого с металлическим покрытием керамические наноразмерные частицы смешивают с порошком из чистого железа α-Fe размером 60-80 нм, и проводят их прессование под давлением 800 МПа, после чего осуществляют их нагревание в пресс-форме до 480°С с последующим окончательным горячим прессованием 600 МПа.
RU2018146793A 2018-12-27 2018-12-27 Способ получения металлического композиционного материала с дисперсной фазой на основе карбида RU2707055C1 (ru)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018146793A RU2707055C1 (ru) 2018-12-27 2018-12-27 Способ получения металлического композиционного материала с дисперсной фазой на основе карбида
EA201900553A EA201900553A3 (ru) 2018-12-27 2019-12-13 Способ получения металлического композиционного материала с дисперсной фазой на основе карбида

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018146793A RU2707055C1 (ru) 2018-12-27 2018-12-27 Способ получения металлического композиционного материала с дисперсной фазой на основе карбида

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2707055C1 true RU2707055C1 (ru) 2019-11-21

Family

ID=68653250

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018146793A RU2707055C1 (ru) 2018-12-27 2018-12-27 Способ получения металлического композиционного материала с дисперсной фазой на основе карбида

Country Status (2)

Country Link
EA (1) EA201900553A3 (ru)
RU (1) RU2707055C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2733524C1 (ru) * 2019-12-02 2020-10-02 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" Способ получения керамико-металлических композиционных материалов

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4463058A (en) * 1981-06-16 1984-07-31 Atlantic Richfield Company Silicon carbide whisker composites
RU2246379C1 (ru) * 2004-02-25 2005-02-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") Способ получения композиционного материала
RU2522883C2 (ru) * 2012-11-08 2014-07-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет" (СПбГУ) Способ получения композиционного наноматериала на основе металлического железа в порах мезопористой матрицы, обладающего магнитными свойствами

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4463058A (en) * 1981-06-16 1984-07-31 Atlantic Richfield Company Silicon carbide whisker composites
RU2246379C1 (ru) * 2004-02-25 2005-02-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") Способ получения композиционного материала
RU2522883C2 (ru) * 2012-11-08 2014-07-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет" (СПбГУ) Способ получения композиционного наноматериала на основе металлического железа в порах мезопористой матрицы, обладающего магнитными свойствами

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2733524C1 (ru) * 2019-12-02 2020-10-02 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" Способ получения керамико-металлических композиционных материалов

Also Published As

Publication number Publication date
EA201900553A3 (ru) 2020-10-30
EA201900553A2 (ru) 2020-08-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Saboori et al. Microstructure and thermal conductivity of Al–graphene composites fabricated by powder metallurgy and hot rolling techniques
Sap Microstructural and mechanical properties of Cu-based Co-Mo-reinforced composites produced by the powder metallurgy method
Kumar et al. Processing and characterization of Al 6061–graphene nanocomposites
Vorozhtsov et al. The Influence of Al 4 C 3 Nanoparticles on the Physical and Mechanical Properties of Metal Matrix Composites at High Temperatures
Nagaral et al. Dry sliding wear behavior of graphite particulate reinforced Al6061 alloy composite materials
Uzun et al. Different ratios CrC particle-reinforced Cu matrix composite materials and investigation of wear performance
Prasanna Kumar et al. Closed die deformation behavior of cylindrical iron–alumina metal matrix composites during cold sinter forging
Mohapatra et al. Synthesis and characterisation of hot extruded aluminium-based MMC developed by powder metallurgy route
RU2707055C1 (ru) Способ получения металлического композиционного материала с дисперсной фазой на основе карбида
Zhang et al. Fabrication and properties of TiC-high manganese steel cermet processed by 3D gel printing
Pramono et al. Fabrication of the Ti/SiC based composites by self-propagating high temperature synthesis
Shcherbakov et al. Exothermic synthesis and consolidation of single-phase ultra-high-temperature composite Ta 4 ZrC 5
Azevêdo et al. Effect of High-Energy Milling and Sintering Temperature on the Properties of Al 2 O 3-WC-Co Composites
Zaitsev et al. Features of the effect of nanodispersed additives on the sintering process and properties of powdered cobalt alloys
Mirbagheri et al. Characterization of Al/(TiC+ TiB2) hybrid composites containing different amounts of MWCNTs produced by SPS
Tharmaraj et al. Effect of titanium in aluminium matrix on densification and forming limit of P/M composites during upsetting process
Mebarki et al. Effect of nickel addition study on the mechanical properties of the (fe3C-ni) alloy obtained by solid phase compaction and Sintering
EA042069B1 (ru) Способ получения металлического композиционного материала с дисперсной фазой на основе карбида
Lee et al. Nickel aluminides coating on aluminum substrate using a reaction synthesis process
Xu et al. Effect of SiCw volume fraction and cold pressure on microstructure and mechanical properties of aluminum matrix composites
Patil et al. Effect of graphite exfoliation through multipass friction stir processing on microstructure and mechanical properties of aluminium 7075‐silicon carbide‐graphite composites
Fedotov et al. Fabrication of aluminum–ceramic skeleton composites based on the Ti 2 AlC MAX phase by SHS compaction
CN114101680A (zh) 一种钛合金表面硬质层的制备方法
Alymov et al. Synthesis of titanium carbide nanopowders and production of porous materials on their basis
Kumar et al. Microstructure and wear analysis of copper-graphite-titanium carbide hybrid metal matrix composites fabricated by powder metallurgy (P/M) Technique