МОДИФІКАЦІЯ КОНСТРУКЦІЙНИХ МАТЕРІАЛІВ ПРИ НАСИЧЕННІ НАНОЧАСТИНКАМИ, ЩО ОТРИМАНІ ПЛАЗМОХІМІЧНИМ СИНТЕЗОМ
DOI:
https://doi.org/10.30977/BUL.2219-5548.2018.82.0.5Ключові слова:
нанодисперсна композиція, модифікування, плазмохімічний синтез, конструкційна сталь, механічні властивості, кристалографічні параметриАнотація
Визначено хімічний склад нанодисперсних композицій: SiC, TiC, TiN, Ti(CN), AlN, Mg2Si, Mg3N2. Хімічний склад синтезованих сполук відповідав стехіометричному складу. Проведено аналіз мікродифракціонних картин частинок, показана належність нанопорошків до твердих кристалічних тіл з металевим зв'язком. Встановлено, що частинки карбонитрида титану Ti (CN) мають гранецентровану, а карбіду кремнію (SiC) мають гексагональну кристалічну решітку. Були проведені експерименти з поверхневого модифікування сталей нанопорошковими композиціями на основі Ti (CN) і SiC. Встановлено ефективність застосування нанодисперсних композицій при виплавці конструкційних сталей. В результаті модифікування сталі 09Г2С нанопорошком Ti (CN) підвищені характеристики міцності, пластичні властивості і ударна в'язкість.
Обґрунтовано вибір нанодисперсних порошків карбонитрида титану Ti (CN) фракції менше 100 нм в якості модифікаторів низьколегованих сталей. Отримані необхідні критерії вибору нанопорошкових модифікаторів: нерозчинність в розплаві, відповідність кристалічних решіток з матрицею стали, співмірність з критичним радіусом зародка аустеніту при кристалізації. Встановлено механізм взаємодії сталевого розплаву з шаром нанодисперсной композиції.
Посилання
Bolshakov, V.I., Dvorkin L.L. (2016). Structure and Properties of Building Materials. Switzerland: TTP, 220.
Stafetskiy, L.P. (2016). Plazmennyy sintez nanoporoshkov v AO «NEOMAT». Sb. dokladov «plazmennye protsessy v metallurgii i obrabotke metallov». Moscow: IMet im. A.A. Baykova. 25-29.
Nikiforchyn, H., Kyryliv, V., Maksymov, O., Fesenko, O., Yatcenko, L. (2014). Chapter 2: Physical and mechanical properties of surface nanocrystalline structures. Nanocomposites, Nanophotonics, Nanobiotechnology and Aplications. Inbunden: Springer, 31-41.
Barsoum, W. (2013). Max-Phases: Properties of Machinable termary Carbides and Nitrides. John Willey and sons. Weinheim, Germany, 126.
Kalinina, N.Ye., Kavats, O.A., Kalinin, V.T. (2007). Poluchenie nanodispersnykh modifikatorov dlya otrabotki zharoprochnykh splavov. Aviatsionno-kosmicheskaya tekhnika i tekhnologiya. №8(44). 41-44.
Naguib, V.N., Barsoum, M.W., Gogotsy Y. (2014). MXenes: A new family of 2-Dimensional Materials. Advanced Functional Materials. 26. 992-1005.
Carbon Nanotube Electronics (2009). Ed. A. Javey, J. Kong. Springer Science + Business Media, LLC, 265.
Tagmatarchis, N. (2011). Advances in Carbon Nanomaterials - Science and Applications. Pan Stanford Publishing, .400.
Fu, C., Tagmatarchis, N., Zhang, Z. Thermal radiative properties of metamaterials and other nanostructured materials: A review, Frontiers of Energy and Power Engineering China. 3 (1). 11-26.
Rodríguez, J., García, M. (2007). Synthesis, properties, and applications of oxide nanomaterials. Wiley-Interscience, 717.
Vollath, D. (2008). Nanomaterials: an introduction to synthesis, properties and application. Wiley-VCH, 352.
Hosokawa, Ed. M., Nogi, K., Naito, M., Yokoyama, T. (2007). Nanoparticle Technology Handbook. Elsevier. 644.
Kumar, C. (2010). Nanocomposites. Wiley-VCH, 466.
Thermal Nanosystems and Nanomaterials (2009). S. Volz (Ed.). Springer-Verlag Berlin Heidelberg. 573 p.
King W., Goodson K. (2002). Thermomechanical Formation and Thermal Imaging of Polymer Nanostructures: Heat Transfer and Fluid Flow in Microscale and Nanoscale Devices. M. Faghri and B. Sunden. Eds. Southampton: WIT Press, 131-171.
