Improving Properties of Tool Steels by Method of Dynamic Alloying
Another Title
Повышение свойств инструментальных сталей методом динамического легирования
Bibliographic entry
Improving Properties of Tool Steels by Method of Dynamic Alloying = Повышение свойств инструментальных сталей методом динамического легирования / A. S. Kalinichenko [et al.] // Наука и техника. – 2019. – № 5. – С. 369-379.
Abstract
The influence of high-speed particle fluxes on changes in the structure and properties of materials has been widely studied currently. The effect exerted by particles moving at very high speeds can have both negative (in spacecrafts) and positive character (dynamic processing of tool steels). Therefore a task for studying an effect of high-speed particle flows on structure change in tool steels and improving their performance properties has been set in the paper. The study has used an explosive method for creation of a high-speed flow of SiC + Ni and Al2O3 particles. Samples after dynamic alloying have been subjected to diffusion nitriding. Microstructure of specimens made of X12M, R18, R6M5K5-steel has been studied using optical and electron metallography. Wear resistance of the samples has been also tested on a friction machine. Theoretical and experimental results on a complex effect of high-speed microparticle flows and nitriding on a structure and properties of tool steels have been obtained during the research. It has been established that dynamic alloying by particles leads to formation of a specific structure in a composite material reinforced with channels. Central fiber (channel) zone with powder particles residues is surrounded by areas of amorphous state which is succeeded by a zone with a nanocrystalline fragmented cellular structure. Then we observe a zone with a microcrystalline structure that transits to a zone with crystalline structure which is characteristic for a matrix material of structural steel. The obtained data can expand and complement some ideas about mechanisms for dynamic loading of solids and condensed matter, plastic deformation, physical mechanics of structurally inhomogeneous media at different levels, a number of effects arising from collision and ultra-deep penetration of microparticles into metals. It has been shown that wear resistance of high-speed steel subjected to dynamic alloying in the quenched state is increased by 1.2 times in comparison with wear resistance of steel alloyed in the annealing state.
Abstract in another language
В настоящее время достаточно широко изучаются вопросы влияния высокоскоростных потоков частиц на изменение структуры и свойств материалов. Эффект, который оказывают частицы, двигающиеся с очень высокой скоростью, может быть как негативный, например в космических аппаратах, так и положительный – при динамической обработке инструментальных сталей. Поэтому была поставлена задача исследования воздействия высокоскоростных потоков частиц на изменение структуры инструментальных сталей и повышение их эксплуатационных свойств. В работе использовался взрывной метод создания высокоскоростного потока частиц SiС + Ni и Al2O3. Образцы после динамического легирования подвергались диффузионному азотированию. Микроструктура образцов из сталей Х12М, P18, Р6М5К5 изучалась с помощью оптической и электронной металлографии. Испытывалась и износостойкость образцов на машине трения. В ходе исследований получены теоретические и экспериментальные результаты по комплексному воздействию высокоскоростных потоков микрочастиц и азотирования на структуру и свойства инструментальных сталей. Установлено, что динамическое легирование частицами приводит к формированию специфической структуры композиционного материала, армированного каналами. Центральная волоконная (канальная) зона с остатками частиц порошка окружена областями с аморфным строением, она сменяется зоной с нанокристаллической фрагментированной ячеистой структурой. Затем наблюдается зона с микрокристаллической структурой, которая переходит в зону кристаллического строения, характерного для матричного материала конструкционной стали. Полученные данные могут расширить и дополнить некоторые представления о механизмах динамического нагружения твердых тел и конденсированных сред, пластической деформации, физической механики структурно-неоднородных сред на различных уровнях, о ряде эффектов, возникающих при соударении и сверхглубоком проникании микрочастиц в металлы. Установлено, что износостойкость быстрорежущей стали, подвергнутой динамическому легированию в закаленном состоянии, увеличивается в 1,2 раза по сравнению с износостойкостью стали, легированной в состоянии отжига.
View/
Collections
- № 5[11]