1_2024_s_10

Название статьи СТРУКТУРА И СВОЙСТВА ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ МЕХАНОСИНТЕЗИРОВАННЫХ МЕТАЛЛОМАТРИЧНЫХ КОМПОЗИТОВ Ni-TiC
Авторы

С.А. КОВАЛЁВА, канд. техн. наук, доц., ведущий научный сотрудник лаборатории наноструктурных и сверхтвердых материалов НТЦ «Технологии машиностроения и технологическое оборудование», Объединенный институт машиностроения НАН Беларуси, г. Минск, Республика Беларусь, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.">Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

В.И. ЖОРНИК, д-р техн. наук, проф., начальник отделения технологий машиностроения и металлургии – заведующий лабораторией наноструктурных и сверхтвердых материалов НТЦ «Технологии машиностроения и технологическое оборудование», Объединенный институт машиностроения НАН Беларуси, г. Минск, Республика Беларусь, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.">Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

П.А. ВИТЯЗЬ, акад. НАН Беларуси, д-р техн. наук, проф., главный научный сотрудник лаборатории наноструктурных и сверхтвердых материалов НТЦ «Технологии машиностроения и технологическое оборудование», Объединенный институт машиностроения НАН Беларуси, г. Минск, Республика Беларусь, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.">Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Т.Ф. ГРИГОРЬЕВА, д-р хим. наук, ведущий научный сотрудник лаборатории химического материаловедения, Институт химии твердого тела и механохимии CO РАН, г. Новосибирск, Российская Федерация, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.">Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Д.В. ДУДИНА, д-р техн. наук, старший научный сотрудник лаборатории химического материаловедения, Институт химии твердого тела и механохимии CO РАН, г. Новосибирск, Российская Федерация; ведущий научный сотрудник лаборатории синтеза композиционных материалов, Институт гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН, г. Новосибирск, Российская Федерация, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.">Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

А.В. УХИНА, канд. хим. наук, старший научный сотрудник лаборатории ионики твердого тела, Институт химии твердого тела и механохимии CO РАН, г. Новосибирск, Российская Федерация, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.">Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Т.М. ВИДЮК, канд. хим. наук, научный сотрудник лаборатории химического материаловедения, Институт химии твердого тела и механохимии CO РАН, г. Новосибирск, Российская Федерация; младший научный сотрудник лаборатории физики многофазных сред, Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН, г. Новосибирск, Российская Федерация, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.">Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

С.В. ВОСМЕРИКОВ, научный сотрудник лаборатории химического материаловедения, Институт химии твердого тела и механохимии CO РАН, г. Новосибирск, Российская Федерация, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.">Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Е.Т. ДЕВЯТКИНА, научный сотрудник лаборатории химического материаловедения, Институт химии твердого тела и механохимии CO РАН, г. Новосибирск, Российская Федерация, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.">Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Н.З. ЛЯХОВ, акад. РАН, д-р хим. наук, проф., научный руководитель института, заведующий лабораторией химического материаловедения, Институт химии твердого тела и механохимии CO РАН, г. Новосибирск, Российская Федерация, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.">Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
В рубрике МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ В МАШИНОСТРОЕНИИ
Год 2024
Номер журнала 1(66)
Страницы 71–79
Тип статьи Научная статья
Индекс УДК 621.762.2
Идентификатор DOI https://doi.org/10.46864/1995-0470-2024-1-66-71-79
Аннотация В работе рассмотрено механохимическое получение композитов TiC-Ni в реакционных смесях порошков Ti-C-Ni и формирование структуры материалов при их спекании под давлением. Синтез проводили в планетарной шаровой мельнице АГО-2 с длительностью обработки смеси 12 и 20 мин, их последующее спекание осуществляли при температуре 950 °С и давлении 130 МПа. Приведены результаты дифракционных исследований структурно-фазовых превращений в смесях титана и углерода эквимолярного состава в зависимости от содержания никеля в диапазоне 50–70 масс.%. Установлено, что увеличение концентрации Ni приводит к уменьшению размеров формируемых кристаллитов TiCx от 29 ± 1 до 16 ± 1 нм. В составах Ti-C-(50 и 60 %)Ni образуется карбид с высоким содержанием углерода TiC0,88–0,98, а при 70 % Ni — нестехиометрический карбид TiC0,62–0,78. При спекании механокомпозитов TiC/(50–60 %) Ni формируется микроструктура дисперсно-упрочненных зерен твердого раствора на основе никеля. Включения карбида титана имеют сферическую форму и размер 60–100 нм. При спекании TiC/70%Ni обедненный углеродом карбид титана имеет зернограничное распределение с образованием крупных (~400 нм) агломератов. Микротвердость спеченных материалов находится в диапазоне 850–900 HV.
Ключевые слова карбид титана, никель, механохимический синтез, механостимулированные реакции, механокомпозиты, металломатричный композит, дисперсно-упрочненная структура
  Полный текст статьи Вам доступен
Список цитируемой литературы
  1. Excellent strength-ductility combination in nickel-graphite nanoplatelet (GNP/Ni) nanocomposites / T. Borkar [et al.] // Journal of Alloys and Compounds. — 2015. — Vol. 646. — Pp. 135–144. — DOI: https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2015.06.013.
  2. Гращенков, Д.В. Высокотемпературные металломатричные композиционные материалы, армированные частицами и волокнами тугоплавких соединений / Д.В. Гращенков, И.Ю. Ефимочкин, А.Н. Большакова // Авиационные материалы и технологии. — 2017. — С. 318–328. — DOI: http://dx.doi.org/10.18577/2071-9240-2017-0-S-318-328.
  3. Yang, S. TiC particulate composite coating produced in situ by laser cladding / S. Yang, M. Zhong, W. Liu // Materials Science and Engineering: A. — 2003. — Vol. 343, iss. 1-2. — Pp. 57–62. — DOI: https://doi.org/10.1016/S0921-5093(02)00361-1.
  4. Enhancing the hardness and wear resistance of a TiC-Ni composite coating on grade 2 pure titanium by electron beam remelting / H. Wu [et al.] // Applied Physics A: Materials Science & Processing. — 2023. — Vol. 129, iss. 5. — DOI: https://doi.org/10.1007/s00339-023-06593-2.
  5. Application of spark plasma sintering (SPS) for the fabrication of in situ Ni–TiC nanocomposite clad layer / S. Zohari [et al.] // Journal of Alloys and Compounds. — 2015. — Vol. 633. — Pp. 479–483. — DOI: https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2015.01.276.
  6. Ni/TiC composite electrodeposition on the surface of Ni-based superalloy / T. Mo [et al.] // Surface & Coatings Technology. — 2021. — Vol. 424. — DOI: https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2021.127611.
  7. Microstructure and properties of Ni-nano TiC composite coating prepared by different electrodeposition methods / X. Ren [et al.] // Acta Materiae Compositae Sinica. — 2022. — Vol. 39, no. 8. — Рp. 4093–4101. — DOI: https://doi.org/10.13801/j.cnki.fhclxb.20211018.003.
  8. Mechanical and tribological behavior of mechanically alloyed ni-tic composites processed via spark plasma sintering / G. Walunj [et al.] // Materials. — 2020. — Vol. 13, iss. 22. — DOI: https://doi.org/10.3390/ma13225306.
  9. Mechanochemical synthesis of nano TiC powder by mechanical milling of titanium and graphite powders / M.B. Rahaei [et al.] // Powder technology. — 2012. — Vol. 217. — Pp. 369–376. — DOI: https://doi.org/10.1016/j.powtec.2011.10.050.
  10. Rapid mechanochemical synthesis of titanium and hafnium carbides / N. Lyakhov [et al.] // J. Mater. Sci. — 2018. — Vol. 53, iss. 19. — Pp. 13 584–13 591. — DOI: https://doi.org/10.1007/s10853-018-2450-x.
  11. Механохимически стимулированные реакции получения карбида титана / Т.Ф. Григорьева [и др.] // Расплавы. — 2016. — № 6. — С. 467–475.
  12. Ghiasi, H. Synthesis of Ni–TiC сomposite by ball milling and heat treatment of NiO/TiO2/C Powder Mixture / H. Ghiasi, S. Raygan // Trans Indian Inst Met. — 2020. — Vol. 73, iss. 1. — Pp. 81–92. — DOI: https://doi.org/10.1007/s12666-019-01805-x.
  13. Structural features of tantalum carbide-copper composites obtained by liquid phase-assisted spark plasma sintering / D.V. Dudina [et al.] // Ceramics International. — 2022. — Vol. 48, iss. 21. — Pp. 32 556–32 560. — DOI: https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2022.07.322.
  14. Исследования термической стабильности микроструктуры титана, сформированной воздействием интенсивной пластической деформации / Ю.Р. Колобов [и др.] // Известия высших учебных заведений. Физика. — 2011. — № 8. — С. 77–95.
  15. Подергин, В.А. Металлотермические системы / В.А. Подергин. — М.: Металлургия, 1992. — 271 с.
  16. Диаграммы состояния двойных металлических систем: справ.: в 3 т. / под общ. ред. Н.П. Лякишева. — М.: Машиностроение, 1996. — 992 с.
  17. Formation of nickel carbide in the course of deformation treatment of Ni-C mixtures / V.K. Portnoi [et al.] // The Physics of Metals and Metallography. — 2010. — Vol. 109, iss. 2. — Pp. 153–161. — DOI: https://doi.org/10.1134/S0031918X10020079.
  18. Бурков, П.В. Исследование твердых сплавов на основе карбида титана с никелидом титана / П.В. Бурков // Вестн. Кузбасского гос. технич. ун-та. — 2008. — № 6. — С. 40–44.
  19. Deidda, C. In situ characterization of mechanically-induced self-propagating reactions / C. Deidda, F. Delogu, G. Cocco // J. Mater. Sci. — 2004. — Vol. 39, iss. 16–17. — Pp. 5315–5318. — DOI: https://doi.org/10.1023/B:JMSC.0000039236.48464.8f.
  20. A direct view of self combustion behaviour of the tic system under milling / C. Deidda [et al.] // J. Metast. Nanocryst. Mater. — 2003. — Vol. 15–16. — Pp. 215–220. — DOI: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/JMNM.15-16.215.
  21. Шкиро, В.М. Капиллярное растекание жидкого металла при горении смесей титана с углеродом / В.М. Шкиро, И.П. Боровинская // Физика горения и взрыва. — 1976. — № 6. — С. 945–948.
  22. Жиляев, В.А. Химические основы жидкофазного спекания TiC- и Ti(C,N)-керметов. Часть 1. Закономерности процессов растворения, фазо- и структурообразования в системах TiC-Ni И TiC-Ni/Mo / В.А. Жиляев, Е.И. Патраков, В.В. Федоренко // Вестн. Пермского нац. исслед. политехнич. ун-та. — 2012. — Т. 14, № 1. — С. 32–40.