Перевод названия: ИЗУЧЕНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ КОНСОЛИДАЦИИ ФРАГМЕНТАРНО НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫХ ТВЕРДОСПЛАВНЫХ КОМПОЗИТОВ
Тип публикации: статья из журнала
Год издания: 2018
Ключевые слова: твердосплавные композиты, нанопорошки керамики, ингибиторы, композитные карбиды, моделирование и параметры микроструктуры, трещиностойкость, hard metal composites, nanopowders of ceramic, inhibitors, composite carbides, modeling and micro- structure parameters, fracture resistance
Аннотация: The results of experimental studies combined with modeling and prediction methods for the properties of hard metal composites show that modification with additives of ceramic nanoparticles and composite powders (WC-Co) allows to control microstructure parameters and provides the increase in binding durability and the level of physiПоказать полностьюcomechanical properties of a hard alloy in general. Simultaneous complex application of submicrocrystalline WC carbides coated with Co layer and alloying additives of Al2O3 nanoparticles - grain growth inhibitors of the main phase, can be consid- ered as the most perspective direction of nanostructured hard metal with increased hardness, strength and crack resis- tance production. The coating of carbide particles with a binder layer is an effective starting method that allows to ob- tain a volumetric billet with maintaining the unique properties of the initial nanopowders and ensures a uniform distri- bution of the phases (WC, Co, Al2O3). Such a multiphase fragmented nanostructured composite is characterized by additional heterogeneity, determined by differences in size and elastic phases properties. By combining the sizes and properties of the phase components in such a heterogeneous composite, it is possible to provide an increase in the frac- ture energy, i. e., Palmkvist crack resistance up to 16-18 MPa m1/2 (due to inhibition on nanoparticles inclusions, stress reliefs and changes in intercrystalline crack trajectory, its length decrease). Based on the proposed stereological mod- els and the experimentally established relationships between composition and microstructure parameters, the required volume concentrations of nanoparticles additives and composite powders (WC-Co) were determined. Результаты экспериментальных исследований в сочетании с методами моделирования и прогнозирования свойств твердосплавных композитов показывают, что модифицирование с помощью добавок керамических наночастиц и композиционных порошков (WC-Co) позволяет управлять параметрами микроструктуры и обеспечивает повышение прочности связующего и уровня физико-механических свойств твердого сплава в целом. Одновременное комплексное применение субмикрокристаллических карбидов WC, покрытых слоем связки Co, и легирующих добавок наночастиц Аl2O3 - ингибиторов роста зерна основной фазы, можно рас- сматривать как наиболее перспективное направление производства наноструктурированных твердых сплавов с повышенной твердостью, прочностью и трещиностойкостью. Покрытие карбидных частиц слоем связки является эффективным стартовым методом, позволяющим получать объемные заготовки с сохранением уни- кальных свойств исходных нанопорошков, и обеспечивает равномерное распределение фаз (WC, Co, Аl2O3). Такой многофазный фрагментарно наноструктурированный композит характеризуется дополнительной гетероген- ностью, определяемой различиями размеров и упругих свойств фаз. Комбинируя размеры и свойства фазовых составляющих в таком гетерогенном композите, можно обеспечить увеличение энергии разрушения, т. е. трещиностойкости, по Палмквисту до 16-18 МПа м1/2 (за счет торможения на включениях наночастиц, релаксации напряжений и изменения траектории интеркристаллитной трещины, уменьшения ее длины). На основе предложенных стереологических моделей и экспериментальнo установленных взаимосвязей между составом и параметрами микроструктуры были определены требуемые объемные концентрации добавок наночастиц и композитных порошков (WC-Co).
Номера страниц: 108-119