Получение сплавов железа с ультрадисперсными частицами оксидов
Курсовой проект - Разное
Другие курсовые по предмету Разное
? в них никеля, который неблагоприятен при нейтронном облучении [10-11].
Необходимое повышение жаропрочности в дисперсноупрочненных оксидами ферритных сталях достигается надлежащим дисперсным упрочнением мелкими частицами титана (TiО2) и/или иттрия (Y2O3). Уникальная комбинация мелкозернистости, высокой плотности дислокации и нанокластеров, содержащих атомы раствора Y-О и Y-О-Ti предполагает создание материалов с уникальными свойствами.
Изучены дефектные микроструктуры ряда феррито-мартенситных сталей, а также дисперсно-упрочненной оксидами ферритной стали, облученных одинарным, двойным и тройным пучками. Облучение пучками ионов Сг+3, Не+ и/или Н+ проводилось при температурах 450... 550 С, и дозах 50... 150 сна. С целью получения такого типа пучков было разработано уникальное устройство, которое состоит из ускорителя ЭСУВИ и размещенного в его ускорительной трубке газового источника.
Построены дозные и температурные зависимости распухания этих сталей. В случае одинарного облучения исследуемых феррито-мартенситных сталей наблюдалось различное поведение в двух структурных составляющих (феррит, сорбит). В случае двойного ионного облучения с Не поры наблюдались как в феррите, так и сорбите, тогда как облучение с Н не привело к заметным изменениям в микроструктуре. В случае тройного ионного облучения наблюдается значительное увеличение концентрации пор в обеих составляющих и увеличение распухания.
Микроструктурные исследования дисперсно-упрочненной оксидами ферритной стали ЭП-450 (ДУО) после облучения ионами Сг+Зпри температурах 450...510 С и дозе 100 сна показали, что максимум распухания, находящийся при Т=480 С составил ~ 0,4 %, размер и концентрация пор 15...50 нм и 2,5 1015 см-3 соответственно.
.2 Особенности холодной консолидации порошковых материалов
Формование тел из металлических порошков и порошков их соединений является одной из главных операций при производстве порошковых изделий [12-14]. При формовании определяются основные свойства материала. Для формования компактного тела из порошка требуются значительные затраты энергии, получаемой от внешнего давления, а иногда и от температуры. Эта энергия расходуется па уплотнение заготовки вследствие перемещения и деформации частиц, а также на преодоление сил трения между частицами и о стенки формующей полости.
Методы формования порошковых и композиционных материалов и заготовок весьма разнообразны по схеме обработки и длительности (прерывные и непрерывные), по принципам приложения давления (постепенно возрастающие, мгновенно возрастающие, вибрационные), по направлению или схеме формования (односторонние, двусторонние, всесторонние и центробежные), по температуре (холодное формование, горячее, по атмосфере (формование на воздухе, формование в вакууме, формование в инертной среде).
Наиболее распространенным способом формования порошковых и композиционных материалов является холодное формование в закрытых формах, называемых прессформами. Этот вариант формования представляет собой прерывный процесс, при котором площадь формуемого материала остается постоянной в течение всего времени формования, а давление возрастает до определенной заданной величины. В результате холодного формования в закрытых прессформах получается заготовка, по форме и размерам соответствующая готовому изделию с припусками, необходимыми для прохождения последующих операций.
После холодного формования порошковые заготовки обладают чрезвычайно низкими механическими свойствами и иногда при приложении даже самого незначительного усилия могут снова рассыпаться в порошок. Для повышения механической прочности и придания изделиям необходимых физико-химических свойств сформованные заготовки подвергаются термической обработке (нагреву), называемой спеканием, одной из конечных операций технологии изготовления изделий методом порошковой металлургии.
2. Экспериментальная часть
.1 Использованные материалы и получение образцов
В работе использовались материалы, полученные на основе порошков железа с добавками различных оксидов (железа, циркония, иттрия). Предварительно измельченные истиранием в фарфоровой ступке порошки железа и соответствующих оксидов подвергались сушке, после чего точным взвешиванием на аналитических весах отмерялись необходимые количества ингредиентов. Затем порошки перемешивались. Использовали два различных порошка железа - ультрадисперсное карбонильное железо (размер частиц до 10 мкм) и порошок марки ПЖ1 дисперсностью 400-450 мкм.
Исследовались составы:
1.99 % Fe (карб) + 1% Fe2О3
2.99 % Fe (карб )+ 1% ZrO2
.99 % Fe (карб) + 1% Y2О3
.99 % Fe (ПЖ1) + 1% Fe2О3
.99 % Fe (ПЖ1) + 1% ZrO2
.99 % Fe (ПЖ1) + 1% Y2О3
Полученные составы помещали в корундовые тигли и нагревали в вакууме в установке СШВЭ (рис. 3.1 - 3.2) по режиму 1 (рис. 3.3). Максимальная температура составляла 1600 оС. При этой температуре делалась выдержка 10 минут, а затем образцы остывали вместе с печью.
Высокотемпературная вакуумная установка типа СШВЭ-12,5/25 И2 мощностью 35 кВт предназначена для проведения различных термических процессов при температурах до 25000C и давлении от 1,35.10-3 до 2,5.105 Па.
Рис. 3.1 Высокотемпературная печь СШВЭ (сопротивления шахтная вакуумная электрическая).
Рис. 3.2 Рабочее пространство печи СШВЭ.
Данная установка является вакуумной шахтной печью сопротивления и представляет собой водоохлаждаемую камеру с масляной откачкой и расположен