blackmetИзвестия высших учебных заведений. Черная МеталлургияIzvestiya. Ferrous Metallurgy0368-07972410-2091National University of Science and Technology "MISIS"10.17073/0368-0797-2016-10-688-691blackmet-941Research ArticleМАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕMATERIAL SCIENCEЖАРОСТОЙКОСТЬ БЕЗВОЛЬФРАМОВЫХ ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ TiC – TiNi В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ОБЪЕМНОГО СОСТАВА КОМПОЗИЦИИ ПРИ НАГРЕВЕ ДО ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУРHEAT RESISTANCE OF TUNGSTENFREE TIC – TINI HARD ALLOYS IN DEPENDENCE ON VOLUMETRIC COMPOUND OF COMPOSITION AT HEATING UP TO HIGH TEMPERATURESАкимовВ. В.AkimovV. V.

д.т.н., профессор кафедры «Автомобили, конструкционные материалы и технологии»

Dr. Sci. (Eng.), Professor of the Chair “Cars, Construction Materials and Technologies”

splavtini@mail.ruМишуровА. Ф.MishurovA. F.

старший преподаватель кафедры «Автомобили, конструкционные материалы и технологии»

Senior Lecturer of the Chair “Cars, Construction Mate rials and Technologies”

mr.stal1950@mail.ruАкимоваЕ. В.AkimovaE. V.

инженер отдела развития карьеры и менеджмента качества

Engineer of Career Development and Quality Management

ae1195@mail.ruСибирская государственная автомобильно-дорожная академия (644050, Россия, Омск, пр. Мира, 5)РоссияSiberian State Automobile and Traffi c Academy, Omsk, RussiaRussian Federation2016261020165910688691Copyright © Акимов В.В., Мишуров А.Ф., Акимова Е.В., 20162016Акимов В.В., Мишуров А.Ф., Акимова Е.В.Akimov V.V., Mishurov A.F., Akimova E.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://fermet.misis.ru/jour/article/view/941

Развитие науки и промышленного производства требуют создания новых материалов, способных работать в сложных условиях внешнего воздействия, в том числе при высоких градиентах температур, при интенсивных ударных нагрузках, в агрессивных атмосферах, при тяжелых режимах трения и изнашивания. Перспективным направлением при разработке такого рода материалов является частичный или полный отказ от традиционных связующих твердых сплавов – переходных материалов группы железа, которые не обладают требуемыми жаростойкостью, жаропрочностью и коррозионной стойкостью. Использование в качестве связующей фазы интерметаллидного соединения TiNi позволяет повысить эти характеристики. В работе исследованы особенности жаростойкости твердых безвольфрамовых сплавов системы TiC – TiNi в зависимости от объемного содержания компонентов в условиях окислительного высокотемпературного нагрева от комнатной температуры до 900 и 1100 °С в печи со скоростью нагрева 5 °С/мин. Установлено, что применение цементирующей связующей фазы TiNi позволяет повысить жаростойкость, коррозионную стойкость твердых сплавов на основе TiC с интерметаллидом TiNi в сравнении со сплавами BK3M, BK8, T30K4, TH – 20.

Nowadays the development of science and industrial production requires the creation of new materials, able to serve in hard conditions of external action, including high gradient temperatures, intensive impact load, as well as, in the conditions of aggressive atmosphere, hard friction regime and wear. Perspective direction, while developing such materials, is a partial and full refusal from traditional connecting  hard alloys – transition material of iron group, which does not possess the required heat resistance, high-temperature strength and corrosion resistance. The usage as an alternative of a connecting phase of intermetallic compound TiNi allows increasing such characteristics. The paper is devoted to the research of the peculiarities of heat-resistant hard tungstunfree alloys of the system of TiC – TiNi in dependence on the volume content of the components in the conditions of oxidizing heating from room temperature to 900 and 1100 °С in a furnace with the heating rate of 5 °С/min. It has been established that the usage of cementing connecting phase TiNi allows increasing heat resistance and corrosion resistance of hard alloys based on TiC with intermetallics of TiNi in comparison with alloys of VK3M, VK8, T30K4 and TN – 20.

окислениежаростойкостькоррозионная стойкостьбезвольфрамовые твердые сплавыинтерметаллидная связующая фазаизменение массыoxidationheat resistancecorrosion resistancetungstenfree hard alloysintermetallic connecting phasemass changeReferencesАндриевский Р.А. Нанокомпозиты на основе тугоплавких соединений: состояние разработок и перспективы // Материаловедение. 2006. № 4. С. 20 – 27.Andrievskii R.A. Nanocomposites based on refractory compounds: development conditions and prospects. Materialovedenie. 2006, no. 4, pp. 20–27. (In Russ.).Панов В.С., Зайцев А.А. Твердые сплавы WC – Co, легированные карбидом тантала. Обзор // Порошковая металлургия и функциональные покрытия. 2015. № 2. С. 44 – 48.Panov V.S., Zaitsev A.A. Developmental tendencies of technology of ultradispersed and nanosized WC–Co hard alloys alloyed with tantalum carbide: Review. Russian Journal of Non-Ferrous Metals. 2015, vol. 56, no. 4, pp. 477–485.Орданьян С.С., Пантелеев И.Б., Лукашова Т.В. Жаростойкость и жаропрочность легированных твердых сплавов WC – Co – Ni – Re (MN) // Порошковая металлургия и функциональные покрытия. 2010. № 2. С. 23 – 25.Ordan’yan S.S., Pantеleev I.B., Lukashova T.V. Heat resistance and high-temperature strength of the alloyed hard alloys WC – Co – Ni – Re (MN). Poroshkovaya metallurgiya i funktsional’nye pokrytiya. 2010, no. 2, pp. 23–25. (In Russ.).Дзодзиев Г.Т., Шлюко В.Я., Пилеха К.Х., Кантор Р.В. Окисляемость материалов на основе TiC и TiN при повышенных температурах // Порошковая металлургия. 1988. № 4. С. 76 – 78.Dzodziev G.T., Shlyuko V.Ya., Pilekha K.Kh., Kantor R.V. Oxidizability of materials based on TiC and TiN at elevated temperatures. Soviet Powder Metallurgy and Metal Ceramics. 1988, vol. 27, no. 4, pp. 323–325.Пугач Э.А., Лавриненко Л.Н., Фименченко С.И. Окисление сплавов на основе карбида титана // Порошковая металлургия. 1990. № 5. С. 63 – 68.Pugach E.A., Lavrinenko L.N., Fimenchenko S.I. Oxidation of titanium carbide-base alloys. Soviet Powder Metallurgy and Metal Ceramics. 1990, vol. 29, no. 5, pp. 392–395.Фавстов Ю.Х., Шульга Ю.Н., Рахштадт А.Г. Металловедение высокодемпфирующих сплавов. – М.: Металлургия, 1980. – 271 с.Favstov Yu.Kh., Shul’ga Yu.N., Rakhshtadt A.G. Metallovedenie vysokodempfi ruyushchikh splavov [Physical metallurgy of highdamping alloys]. Moscow: Metallurgiya, 1980, 271 p. (In Russ.).Структурные уровни пластической деформации и разрушения / В.Е. Панин, Ю.В. Гриняев, В.И. Данилов и др. – Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1990. С. 187 – 201.Panin V.E., Grinyaev Yu.V., Danilov V.I., Zuev L.B., Egorushkin V.E., Elsukova T.V., Koneva N.A., Kozlov E.V., Poletika T.M., Kul’kov S.N., Psakh’e S.G., Korostylev S.Yu., Chertova N.V. Strukturnye urovni plasticheskoi deformatsii i razrusheniya [Structural levels of plastic deformation and fractures]. Novosibirsk: Nauka. Sib. otd-nie, 1990, pp. 187–201. (In Russ.).Акимов В.В., Калаческий Б.А., Пластинина М.В., Кузнецов А.И. Изучение спекания и формирование структур сплавов на основе TiC с неравновесным состоянием связующей фазы TiNi // Омский научный вестник. 2002. Вып. 19. С. 76 – 78.Akimov V.V., Kalacheskii B.A., Plastinina M.V., Kuznetsov A.I. The study of sintering and formation of alloy structures on the basis of TiC with nonequilibrium state of the TiNi connecting phase. Oms kii nauchnyi vestnik. 2002, vol. 19, pp. 76–78. (In Russ.).Акимов В.В. Механизм жидкофазного спекания твердосплавных композитов TiC – TiNi // Изв. вуз. Черная металлургия. 2006. № 6. С. 33 – 35.Akimov V.V. Mechanism of liquid-phase sintering of hard-alloyed composites of TiC – TiNi. Izvestiya VUZov. Chernaya metallurgiya = Izvestiya. Ferrous Metallurgy. 2006, no. 6, pp. 33–35. (In Russ.).Туманов А.В., Митин В.С., Панов В.С. Исследование кинетики смачивания карбида и карбонитрида титана расплавами интерметаллидов никеля // Журн. физической химии. 1980. Т. 54. № 6. С. 14 – 34.Tumanov A.V., Mitin V.S., Panov V.S. Kinetics study of wetting of carbide and titanium carbonitride with the melts of nickel intermetallides. Zhurnal fi zicheskoi khimii. 1980, vol. 54, no. 6, pp.69169114–34. (In Russ.).Панов В.С., Туманов А.В., Коц Ю.А. Взаимодействие карбида и карбонитрида титана с никелидами // Порошковая металлургия. 1986. № 10. С. 81 – 84.Panov V.S., Tumanov A.V., Kots Yu.A. The interaction of titanium carbide and carbonitride with nickelides. Soviet Powder Metallurgy and Metal Ceramics. 1986, vol. 25, no. 10, pp. 860–862.Жиляев В.А., Патраков Е.И., Федоренко В.В. Закономерности контактного взаимодействия карбида титана с Ni и Ni – Мо расплавами // Порошковая металлургия и функциональные покрытия. 2015. № 1. С. 19 – 26.Zhilyaev V.A., Patrakov E.I., Fedorenko V.V. Regularities of the contact interaction of titanium carbide with Ni and Ni–Mo melts. Russian Journal of Non-Ferrous Metals. 2016, vol. 57, no. 3, pp. 343–350.Жиляев В.А., Патраков Е.И. Кинетика и механизм контактного взаимодействия карбонитрида титана с Ni – Mo расплавом // Порошковая металлургия и функциональные покрытия. 2015. № 2. С. 30 – 37.Zhilyaev V.A., Patrakov E.I. Kinetics and mechanics of contact interaction of titanium carbonitride with Ni – Mo melt. Poroshkovaya metallurgiya i funktsional’nye pokrytiya. 2015, no. 2, pp. 30–37. (In Russ.).Чуприна В.Г. Изучение процесса окисления никелида титана // Порошковая металлургия. 1989. № 4. С. 75 – 80.Chuprina V.G. Process study of titanium nickelide oxidation. Poroshkovaya metallurgiya. 1989, no. 4, pp. 75–80. (In Russ.).Акимов В.В. Разработка состава и технологии спекания дисперсно-упрочненных композиционных материалов TiC – TiNi с повышенными вязкоупругими свойствами: Автореф. дис. докт. техн. наук. – Барнаул, 2007. – 34 с.Akimov V.V. Razrabotka sostava i tekhnologii spekaniya dispersno – uprochnennykh kompozitsionnykh materialov TiC – TiNi s povyshennymi vyazkouprugimi svoistvami: Avtoref. dis. dokt. tekhn. nauk [Development of the composition and sintering technology of disperse – hardened composite materials of TiC – TiNi with the increased visco-elastic properties: Abstract of Dr. Sci. Diss.]. Barnaul, 2007, 34 p. (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.