Металлы

Исследовали фазовый состав, кристаллографическую текстуру и анизотропию механических свойств при растяжении (о0,2, ов, о) листов толщиной 1,4 мм из сплавов В-1480 и В-1481системы Al-Cu-Li. Показано, что в листах сплава В-1480 формируется текстура {110}<112>, приводящая к выраженной анизотропии механических свойств. При этом в долевом направлении (направление прокатки (НП)) показатели пределов текучести и прочности равны соответственно 560 и 590 МПа, тогда как в 45°-ном направлении они составляют 473 и 510 МПа. В сплаве В-1481 формируется близкое к бестекстурному состояние и соответственно практически отсутствует анизотропия — пределы текучести и прочности в долевом направлении составляют 483 и 510 МПа соответственно, а в 45°-ном направлении — 473 и 520 МПа. Важно отметить, что, несмотря на значительно более высокие прочностные показатели как в долевом, так и поперечном относительно НП направлениях для сплава В-1480, минимальные их значения для обоих сплавов, которые являются определяющими для любых полуфабрикатов, одинаковы. Это свидетельствует о необходимости контроля текстуры листовых полуфабрикатов сплавов системы Al-Cu-Li с учетом того, что минимальные прочностные свойства текстурированных полуфабрикатов соответствуют 45°-ному направлению относительно НП, испытания в котором на практике не используется. Отсутствие текстуры и выраженной анизотропии механических свойств в сплаве В-1481, возможно, связано с наличием в нем скандия, который образует дисперсные частицы Al3Sc, препятствующие формированию текстуры.

Приведены результаты исследований фазового состава и структуры приповерхностной области стали 95Х18 после разных видов вакуумной химико-термической обработки. Данные рентгенофазового анализа дополнены сведениями оптической микроскопии и результатами измерения поверхностной микротвердости. Для повышения разрешения рентгенограмм применен метод специальной математической обработки. Выявлено, что структура стали в исходном состоянии представлена поликристаллической матрицей на основе твердого раствора a-Fe и карбидными фазами. После вакуумной цементации объемная доля карбидов хрома в приповерхностной зоне увеличивается, что повышает поверхностную микротвердость до 890+20 HV0,05. При вакуумном азотировании образуются дисперсные нитриды хрома, что увеличивает микротвердость поверхности до 930+15 HV0,05. После комбинированной вакуумной обработки (вакуумное азотирование с последующей вакуумной цементацией) микротвердость поверхности повышается до 990+15 HV0,05, что можно объяснить более существенным увеличением количества содержащихся в диффузионном слое карбидов хрома, чем при вакуумной цементации. Выявлено увеличение объемной доли фазы Cr2N в диффузионном слое. Также отмечено возможное образование карбонитридов, что, по-нашему мнению, дополнительно повышает микротвердость поверхности.

Изучено влияние термической обработки (ТО по режиму: температура аустенитизации в интервале 910—960 °C, температура отпуска в интервале 600—680 °C) и контролируемой прокатки с ускоренным охлаждением (КП+УО по режиму: температура конца прокатки в интервале 800—900 °C) на механические характеристики и рельеф поверхности изломов стали 10ХСНД при статическом и циклическом нагружении. Анализ полученных данных показал, что после ТО значения трещиностойкости KQ для образцов, ориентированных как вдоль, так и поперек направления прокатки, выше чем у образцов после КП + УО. Циклическая прочность стали после ТО превосходит ее значения для образцов после КП. Исследованиями макро- и микрорельефа поверхности изломов выявлены многочисленные расслоения на изломах образцов после КП, присутствием которых, вероятно, и объясняется снижение циклической прочности.

Обсуждаются результаты сравнения двух вариантов прокатки листов низколегированного молибденового сплава ЛМ2 до толщины 0,17 мм: с использованием промежуточного высокотемпературного отжига и без такой термической обработки (ТО). На основании экспериментальных данных, полученных с помощью просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ) тонких фольг и растровой электронной микроскопии высокого разрешения поверхности прокатанных листов, установлена существенная роль карбидной составляющей сплава. Показано, что после полной рекристаллизации, обусловленной проведенной ТО, значительно снижаются напряжения, необходимые для деформации холодной прокаткой, и происходят заметные изменения в распределении карбидов Mo2C по размерам. Лист сплава ЛМ2 толщиной 2,8 мм был подвергнут высокотемпературной ТО и последующей холодной прокатке до толщины 0,17 мм. В результате в приготовленных для ПЭМ тонких фольгах не выявлено карбидов с поперечным размером >300 нм. В результате описанного выше изменения в структуре ЛМ2, связанного с проведенной высокотемпературной ТО, заметно снижается количество таких дефектов прокатки на поверхности и внутри листов толщиной 0,17 мм, как трещины и расслоения. Последнее подтверждается экспериментальными данными о микроструктуре сплава ЛМ2 и данными по измерению плотности полученных листов.

Получены композиты WC-Сu-Со жидкофазной пропиткой разных композиций некомпактированных порошков с применением предкристаллизационной вибрации. Методами рентгеноструктурного анализа и рентгеноспектрального микроанализа исследованы структура, фазовый и химический составы. Измерены износостойкость и твердость композитов. Проанализировано влияние кобальта и способа его введения в расплав на структурообразование и свойства полученных композитов. Показана возможность упрочнения сплава кобальтом как в одностадийном процессе получения композитов WC-Cu-Co, так и при жидкофазной пропитке WC прекурсорным сплавом Cu-Co. Высказаны и обоснованы предположения о причинах улучшения смачиваемости WC в системе WC-Cu-Co и возможности подавления образования хрупкой n-фазы Со3W3C без нарушения стехиометрии по углероду.