МОДИФІКАЦІЯ КОНСТРУКЦІЙНИХ МАТЕРІАЛІВ ПРИ НАСИЧЕННІ НАНОЧАСТИНКАМИ, ЩО ОТРИМАНІ ПЛАЗМОХІМІЧНИМ СИНТЕЗОМ

Автор(и)

  • V. I. Bolshakov Придніпровська державна академія будівництва та архітектури, Ukraine
  • A. V. Kalinin Придніпровська державна академія будівництва та архітектури, Ukraine
  • D. B. Hlushkova Харківський національний автомобільно-дорожній університет, Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.30977/BUL.2219-5548.2018.82.0.5

Ключові слова:

нанодисперсна композиція, модифікування, плазмохімічний синтез, конструкційна сталь, механічні властивості, кристалографічні параметри

Анотація

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.

Біографії авторів

V. I. Bolshakov, Придніпровська державна академія будівництва та архітектури

д.т.н., професор, кафедра технології металів та матеріалознавства

A. V. Kalinin, Придніпровська державна академія будівництва та архітектури

докторант

D. B. Hlushkova, Харківський національний автомобільно-дорожній університет

д.т.н., проф., зав. кафедри технології металів та матеріалознавства

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.

##submission.downloads##

Номер

Розділ

МАТЕРІАЛОЗНАВСТВО