Национальная металлургическая академия Украины. Изучена возможность использования серого и высокопрочного чугуна в качестве реакционной среды для получения алмаза динамического синтеза

Изучена возможность использования серого и высокопрочного чугуна в качестве реакционной среды для получения алмаза динамического синтеза. Для исследования использованы синтетические чугуны с разным типом металлической матрицы. Чугуны подвергали следующим обработкам: динамическое нагруженике путем удара металлической пластиной, разогнанной продуктами детонации взрывчатого вещества; горячая деформация ковкой; термоциклическая обработка. Использовали комплексное воздействие ковка+взрывная обработка и взрывная обработка+термоциклирование.

Исследовано влияние всех видов воздействия на структурные изменения и перераспределение элементов в матрице чугунов, влияющие на протекание полиморфыного превращения графит→алмаз. Установлено, что этот процесс интенсифицируется при предварительной обработке давлением, приводящей к ориентированному распределению включений графита.

Предложен механизм роста частиц алмаза динамического синтеза при последующем термоциклировании. Показано, что кристаллы алмаза могут расти как в кинетическом, так и в диффузионном режимах, причем для заданных условий стационарности процесса роста и непересекаемости диффузионных потоков к различным кристаллам можно получить зависимости, описывающие скорости роста кристаллов в различных режимах. Установлено, что предпочтительный рост кристаллов алмаза относительно графита при распаде пересыщенного твердого раствора может быть реализован в кинетическом режиме при определенных условиях. Показана роль взравного активирования чугунной матрицы на условия образования и роста алмаза.

Исследована структура и кристаллографические особенности алмазных частиц. Установлено, что по показателю светопреломления алмаз динамического синтеза близок к природному алмазу. Метод получения алмаза динамического синтеза путем применения комплексных воздействий является перспективным с точки зрения энерго- и материалоемкости процесса, а также вследствие возможности управления этим процессом. Исследование влияния типа и состава чугунной матрицы как реакционной среды на наращивание алмаза динамического синтеза показало, что эффективно применять чугун с аустенитной матрицей и пластинчатым графитом.

Вплив термоциклювання на структуру і властивості заевтектичного силуміну типу ак18, легованного комплексом B-Sn після гідроциркуляційноі обробки

Кузміч К.І., керівники: доц.. Носко О.А, асп. А.О.Купчинська

Національна металургійна академія України

Структуроутворення в силумінах визначається кристалохімічною природою компонентів і фаз, типом і ступінню завершеності фазових перетворень, закономірності фазових перетворень, як при твердінні, так і при перекристалізації в твердому стані в ливарних сплавах на основі алюмінію до дійсного часу вивчені недостатньо. Особливо це відноситься до питань, що стосуються різних способів впливу на розплав силумінів і послідуюче термічне оброблення готових виробів.

В даній роботі представлені результати досліджень структури і властивостей сплаву АК18, легованого В та Sn, який піддали гідроциркуляційній обробці в рідкому стані та термоциклованню в твердому стані. Гідроциркуляційну обробку (ГЦО) проводили з регулюванням часу обробки і швидкості кристалізації сплаву. Термоциклювання проводили в пять циклів в інтервалі температур 475-485ºС.

Методи дослідження та апаратура – експериментальне дослідження з використанням оптичного мікроскопу «Neophot-21», лабораторної печі СШОЛ-12,6/12-М3, шліфувально-полірувального станка типу ПШС-2 та типу Metasinex, мікротвердоміра типу ПМТ-3. Хімічний склад сплавів визначали спектральним аналізом на обладнанні ARL-2400.

Проведені дослідження кількісного співвідношення первиних кристалів β-Si твердого розчину і евтектики α-Al-β-Si та виміряні лінейні розміри первичних кристалів β-Si твердого розчину і евтектики α-Al-β-Si в сплаві АК18(B-Sn) після ГЦО та після подальшого термоциклювання. Встановлено, що в результаті термоциклічної обробки розміри первинного кремнію зменшуються в середньому на 20%, а розміри евтектичного кремнію і міжевтектична відстань зменшуються вдвічі.

Мікротвердість первиних кристалів β-Si внаслідок термоциклювання зростає на 10-20%, евтектики - майже у три рази.

Внаслідок поєднання гідроциркуляційної обробки розплаву і темоциклювання в твердому стані істотно підвищується комплекс механічних властивостей, а саме, твердість та межа міцності зростають в 1,5 - 2 рази в залежності від режимів попередньої гідроциркуляційної обробки.