Вплив кисню на рідкофазне спікання керметів з нанодисперсних систем TiN–Ni
Вивченo вплив дисперсності тугоплавкої складової, температури та атмосфери спікання на структуру і фазовий склад керметів TiN–Nі. Встановлено, що підвищення вмісту кисню у нанокомпозиціях помітно погіршує процес ущільнення керметів та приводить до зниження твердості і тріщиностійкості виготовлених м...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения |
|---|---|
| Datum: | 2019 |
| 1. Verfasser: | |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainian |
| Veröffentlicht: |
Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України
2019
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/159997 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Вплив кисню на рідкофазне спікання керметів з нанодисперсних систем TiN–Ni / О.М. Кайдаш // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения: Сб. науч. тр. — К.: ІНМ ім. В.М. Бакуля НАН України, 2019. — Вип. 22. — С. 455-461. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-159997 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Кайдаш, О.М. 2019-10-19T19:13:25Z 2019-10-19T19:13:25Z 2019 Вплив кисню на рідкофазне спікання керметів з нанодисперсних систем TiN–Ni / О.М. Кайдаш // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения: Сб. науч. тр. — К.: ІНМ ім. В.М. Бакуля НАН України, 2019. — Вип. 22. — С. 455-461. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. 2223-3938 DOI: 10.33839/2223-3938-2019-22-1-455-461 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/159997 621.762; 546.261 Вивченo вплив дисперсності тугоплавкої складової, температури та атмосфери спікання на структуру і фазовий склад керметів TiN–Nі. Встановлено, що підвищення вмісту кисню у нанокомпозиціях помітно погіршує процес ущільнення керметів та приводить до зниження твердості і тріщиностійкості виготовлених матеріалів. Изучено влияние дисперсности тугоплавкой составляющей, температуры и атмосферы спекания на структуру и фазовый состав керметов TiN–Nі. Установлено, что повышение содержания кислорода в нанокомпозициях заметно ухудшает процесс уплотнения керметов и приводит к снижению твердости и трещиностойкости изготовленных материалов. The effect of the refractory component dispersion, the sintering temperature and atmosphere on the structure and phase composition of TiN–Ni cermets has been studied. It has been established that an increase of the oxygen content in nanocompositions considerably deteriorates the compaction of cermets and this leads to a decrease in hardness and fracture toughness of the produced materials. uk Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения Разработка и внедрение оборудования и инструмента, оснащенного твердыми сплавами, в различных отраслях промышленности Вплив кисню на рідкофазне спікання керметів з нанодисперсних систем TiN–Ni Effect of oxygen on liquid-phase sintering cermets from nanodispersed systems TiN–Ni Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Вплив кисню на рідкофазне спікання керметів з нанодисперсних систем TiN–Ni |
| spellingShingle |
Вплив кисню на рідкофазне спікання керметів з нанодисперсних систем TiN–Ni Кайдаш, О.М. Разработка и внедрение оборудования и инструмента, оснащенного твердыми сплавами, в различных отраслях промышленности |
| title_short |
Вплив кисню на рідкофазне спікання керметів з нанодисперсних систем TiN–Ni |
| title_full |
Вплив кисню на рідкофазне спікання керметів з нанодисперсних систем TiN–Ni |
| title_fullStr |
Вплив кисню на рідкофазне спікання керметів з нанодисперсних систем TiN–Ni |
| title_full_unstemmed |
Вплив кисню на рідкофазне спікання керметів з нанодисперсних систем TiN–Ni |
| title_sort |
вплив кисню на рідкофазне спікання керметів з нанодисперсних систем tin–ni |
| author |
Кайдаш, О.М. |
| author_facet |
Кайдаш, О.М. |
| topic |
Разработка и внедрение оборудования и инструмента, оснащенного твердыми сплавами, в различных отраслях промышленности |
| topic_facet |
Разработка и внедрение оборудования и инструмента, оснащенного твердыми сплавами, в различных отраслях промышленности |
| publishDate |
2019 |
| language |
Ukrainian |
| container_title |
Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения |
| publisher |
Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Effect of oxygen on liquid-phase sintering cermets from nanodispersed systems TiN–Ni |
| description |
Вивченo вплив дисперсності тугоплавкої складової, температури та атмосфери спікання на структуру і фазовий склад керметів TiN–Nі. Встановлено, що підвищення вмісту кисню у нанокомпозиціях помітно погіршує процес ущільнення керметів та приводить до зниження твердості і тріщиностійкості виготовлених матеріалів.
Изучено влияние дисперсности тугоплавкой составляющей, температуры и атмосферы спекания на структуру и фазовый состав керметов TiN–Nі. Установлено, что повышение содержания кислорода в нанокомпозициях заметно ухудшает процесс уплотнения керметов и приводит к снижению твердости и трещиностойкости изготовленных материалов.
The effect of the refractory component dispersion, the sintering temperature and atmosphere on the structure and phase composition of TiN–Ni cermets has been studied. It has been established that an increase of the oxygen content in nanocompositions considerably deteriorates the compaction of cermets and this leads to a decrease in hardness and fracture toughness of the produced materials.
|
| issn |
2223-3938 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/159997 |
| citation_txt |
Вплив кисню на рідкофазне спікання керметів з нанодисперсних систем TiN–Ni / О.М. Кайдаш // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения: Сб. науч. тр. — К.: ІНМ ім. В.М. Бакуля НАН України, 2019. — Вип. 22. — С. 455-461. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT kaidašom vplivkisnûnarídkofaznespíkannâkermetívznanodispersnihsistemtinni AT kaidašom effectofoxygenonliquidphasesinteringcermetsfromnanodispersedsystemstinni |
| first_indexed |
2025-11-27T02:31:40Z |
| last_indexed |
2025-11-27T02:31:40Z |
| _version_ |
1850794563144253440 |
| fulltext |
РАЗДЕЛ 3. РАЗРАБОТКА И ВНЕДРЕНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ И ИНСТРУМЕНТА, ОСНАЩЕННОГО
ТВЕРДЫМИ СПЛАВАМИ, В РАЗЛИЧНЫХ ОТРАСЛЯХ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
455
5. Исследование возможностей эффективного использования минеральных зернистых
концентратов в качестве опорных элементов в рабочем слое алмазных кругов. / В. И.
Лавриненко, В. Ю. Солод, Б. В. Сытник и др. // Сверхтвердые материалы. – 2012. –
№ 1. – С. 75–83.
Поступила 20.05.19
References
1. Klein, C., Hurlbut (Jr.), C. S. (1985). Manual of Mineralogy. 20th ed. New York: Wiley.
2. DuPont. (2013). www2.dupont.com. Retrieved from http://www2.dupont.com/
Directories/en_CA/Products_Services_Index/Building_Construction_Materials_
Maintenance_Supplies/Sandblasting_Materials.html.
3. Marco Abrasives: Staurolite. (2018). www.marco.us. Retrieved from http://www.marco.us/
abrasives/staurolite.
4. Texan Stone: Staurolite. (2018). www.texanstone.com. Retrieved from
https://www.texanstone.com/products##staurolite.
5. Lavrinenko, V. I., Solod, V. Yu., Sytnik, B. V., et al. (2012). Issledovanie
vozmozhnosteieffektivnohoispolzovaniia mineralnykh zernistykh kontsentratov v kachestve
opornykh elementov v rabochem sloe almaznykh kruhov [The study of possibility of
efficient use of mineral grain concentrates as bearing elements in diamond wheel working
layer]. Sverkhtverdye materialy – Journal of Superhard Materials, 34, 1, 56–62 [in
Russian].
УДК 621.762; 546.261 DOI: 10.33839/2223-3938-2019-22-1-455-461
О. М. Кайдаш, д-р техн. наук
Інститут надтвердих матеріалів ім. В. М. Бакуля НАН України, вул. Автозаводська, 2,
04074, м. Київ, E-mail: ivv@ism.kiev.ua
ВПЛИВ КИСНЮ НА РІДКОФАЗНЕ СПІКАННЯ КЕРМЕТІВ З НАНОДИСПЕРСНИХ
СИСТЕМ TiN–Ni
Вивченo вплив дисперсності тугоплавкої складової, температури та атмосфери спікання на
структуру і фазовий склад керметів TiN–Nі. Встановлено, що підвищення вмісту кисню у
нанокомпозиціях помітно погіршує процес ущільнення керметів та приводить до зниження твердості
і тріщиностійкості виготовлених матеріалів.
Ключові слова: кермет, нанокомпозиція TiN–Nі, рідкофазне спікання, твердість за Віккерсом
HV, тріщиностійкість KIc
Нітрид титану широко відомий як твердий, тугоплавкий, корозійностійкий і зносостійкий
матеріал [1–3]. Нітрид титану відноситься до класу металоподібних з'єднань з кубічною граткою
типу NaCl і областю гомогенності по азоту (37,5–50,0)% (атомних). Період гратки пов'язаний зі
стехіометрією сполуки і змінюється від 0,4212 до 0,4242 нм. Твердість по Віккерсу HV сполуки
TiN в області гомогенності при підвищенні вмісту азоту зростає з 17 ГПа до 21 ГПа [2].
Для створення керметів придатні метали, що не утворюють стійких нітридів, наприклад
нікель. Важливим є добре змочування тугоплавкої сполуки розплавом металу. Однак
розплавлений нікель не змочує нітрид титану стехіометричного складу – кут змочування ϴ в
цій системі дорівнює 100° [4]. При створенні кермета до металічної зв’язки, окрім хорошого
змочування, висувають вимогу мінімальної взаємодії між металічною зв’язкою і
http://www2.dupont.com/Directories/en_CA/Products_Services_Index/Building_Construction_Materials_Maintenance_Supplies/Sandblasting_Materials.html
http://www2.dupont.com/Directories/en_CA/Products_Services_Index/Building_Construction_Materials_Maintenance_Supplies/Sandblasting_Materials.html
http://www2.dupont.com/Directories/en_CA/Products_Services_Index/Building_Construction_Materials_Maintenance_Supplies/Sandblasting_Materials.html
http://www.marco.us/abrasives/staurolite
http://www.marco.us/abrasives/staurolite
http://www.texanstone.com/
https://www.texanstone.com/products
https://link.springer.com/journal/11961
https://link.springer.com/journal/11961/34/1/page/1
mailto:ivv@ism.kiev.ua
Выпуск 22. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ И МЕТАЛООБРАБАТЫВАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ – ТЕХНИКА
И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ
http:/altis-ism.org.ua
456
неметалічною тугоплавкою фазою на рівні утворення твердих розчинів, оскільки утворення
нових сполук зазвичай приводить до підвищення крихкості матеріалу.
Нанодисперсним порошкам притаманна велика площа поверхні, що поряд з
нерівноважністю кристалічної гратки тугоплавкої сполуки призводить до підвищеної
здатності до окислення. Відомо, що присутність кисню навіть у малих кількостях значно
погіршує процес спікання керметів TiC–Ni [5]. Тому метою дослідження було вивчення
процесу спікання у присутності рідкої фази керметів системи TiN–Ni з різним вмістом
адсорбованого кисню та рівень фізико–механічних властивостей одержаних матеріалів.
Нанодисперсні суміші системи TiN–Ni виготовили спільним азотуванням порошку
титану і нікелю в азотній плазмі в установці ВЧ–розряду у АО «Неомат» (м. Рига, Латвія).
Питома поверхня порошків складала 10,2 м2/г. Хімічний склад композицій наведений у
табл. 1. Нанодисперсні суміші складалися з характерних для нітриду титану кубічних
частинок (рис. 1, а), на гранях яких у вигляді куполоподібних острівців (шарових сегментів)
осаджувався нікель (рис. 1, б), а також з більш крупних сферичних частинок, що є частинками
нікелю або титану, покритого шаром нікелю.
Таблиця 1. Хімічний склад порошкових нанокомпозицій TiN–Ni
Склад композиції, % (за
масою) (№)
Масова частка компонента, %
Ti N Ni O
TiN0,90 74,8 22,8 – 3,0
TiN0,95–25% Ni 56,2 12,9 26,6 3,0
TiN–35% Ni (5) 47,9 11,3 35,0 3,1
TiN–35% Ni (4) 49,5 11,4 34,1 5,0
TiN–35% Ni (3) 49,2 10,1 33,3 7,5
TiN–35% Ni (2) 48,3 10,2 35,1 8,1
TiN–35% Ni (1) 45,3 7,0 35,1 11,8
а б
Рис. 1. Мікрофотографії частинок нанодисперсних порошків нітриду титану (а) та
нанокомпозиції нітрид титану–нікель (б)
Кінетика усадки пресовок з нанодисперсної композиції TiN–25% Ni в умовах
безперервного нагрівання з постійною швидкістю в азоті і у вакуумі показана на рис. 2. Для
порівняння наведені криві усадки керметів такого ж складу, одержаних з мікродисперсних
порошків. Варто зауважити, що у цьому випадку для виготовлення щільних керметів
використаний нітрид титану складу TiN0,83 [6], який забезпечує прийнятну усадку в такій
системі внаслідок покращення змочування нестехіометричної сполуки внаслідок ослаблення
зв'язків Ме–Ме.
РАЗДЕЛ 3. РАЗРАБОТКА И ВНЕДРЕНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ И ИНСТРУМЕНТА, ОСНАЩЕННОГО
ТВЕРДЫМИ СПЛАВАМИ, В РАЗЛИЧНЫХ ОТРАСЛЯХ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
457
Рис. 2. Усадка керметів TiN–25% Nі (а), виготовлених з мікродисперсних (1, 2) і
нанодисперсних (3, 4) композицій при спіканні в середовищі азоту (1, 3) та у вакуумі (2, 4) і
зображення шліфів керметів, спечених з мікродисперсних (б) та нанодисперсних (в) вихідних
порошків
Ущільнення мікродисперсних композицій починається за температури 950 °С і в
основному завершується за появи рідкої фази (рис. 2) [6]. Залишкова пористість досягає 10%
і пов’язана з неповним змочуванням нітриду титану розплавленим нікелем. Нанодисперсні
порошки у вакуумі починають ущільнюватися на 200°–300° раніше, ніж мікродисперсні,
швидкість їх усадки суттєво вища і залишкова пористість не перевищує 1%–3% (рис. 2, в).
При спіканні в азоті швидкість усадки уповільнюється (див. криві 1 та 3 на рис. 2), що
пояснюється погіршенням умов розтікання нікелю внаслідок збільшення крайового кута
змочування у азоті в порівнянні з вакуумом в наближенням складу нітриду титану до
стехіометричного, який, як відомо, практично не змочується металічним розплавом.
Встановлено, що в процесі рідкофазного спікання нанокомпозиції за температури
1400 °С протягом 90 хв. розмір зерна нітриду титану не перевищує 1,2 мкм (рис. 3).
Підвищення температури спікання до 1600 °С призводить до значного росту зерна, його
розмір збільшується на порядок і стає співрозмірним з розміром зерна керметів, виготовлених
з мікродисперсних порошків. Мікроструктура кермету з нанодисперсних композицій
відрізняється більш рівномірним розподілом металічної зв’язки по об’єму і відсутністю пор,
що, очевидно, пов’язано з покращенням змочування. Зерна нітриду титану мають округлу
Выпуск 22. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ И МЕТАЛООБРАБАТЫВАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ – ТЕХНИКА
И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ
http:/altis-ism.org.ua
458
форму, що вказує на процес
розчинення–переосадження, який
відбувається у присутності рідкої фази,
якщо компонентам притаманна деяка
взаємна розчинність.
Із зростанням температури
спікання у вакуумі для обох систем
змінюється і склад зв’язки (металічної
фази) – спостерігається спочатку
утворення твердого розчину Nі–Ti, а
потім починаючи з 1200 °С –
інтерметаліду TiNі3 (табл. 2). Утворення
інтерметаліду призводить до
підвищення крихкості керметів і
погіршує його механічні властивості.
Таблиця 2. Зміна складу зв'язки при спіканні у вакуумі керметів TiN–Nі, виготовлених з
композицій мікронного і нанодисперсного розміру
Тсп, °С
Склад зв'язки кермету TiN–25% Nі, виготовленого з:
мікронної композиції нанодисперсної композиції
вихідний Nі Nі, Ti*
900 Nі Nі, Ti*
1200 Nі(Ti), TiNі3* Nі(Ti), Ti*, TiNі3*
1400 Nі(Ti), TiNі3 Nі(Ti), TiNі3
1600 TiNі3, Nі(Ti)* TiNі3, Nі(Ti)*
* сліди фази
Склад зв'язки у керметах значною мірою впливає на властивості матеріалу. Спікання в
вакуумі приводить до розчинення у нікелевій зв’язці до 22,8% титану (табл. 3).
Таблиця 3. Склад зв'язки при рідкофазному спіканні кермету TiN–25% Nі в залежності
від атмосфери спікання за 1600 °С
Атмосфера спікання Склад зв'язки
Вміст елементів, % (за масою)
Nі Ti
Вакуум TiNі3, Nі(Ti)* 77,2 ± 0,6 22,8 ± 0,3
Азот Nі(Ti) 90,7 ± 0,7 9,3 ± 0,2
Комбінована Nі(Ti), TiNі3 93,7 ± 0,8 6,3 ± 0,2
* сліди фази
Спікання в атмосфері азоту дозволяє зберегти зв’язку металічною (в’язкою), а у
випадку комбінованого спікання – відпал у вакуумі до 1100 °С з подальшим спіканням у азоті
– розчинення титану у нікелевій зв’язці вдається мінімізувати. Одночасно атмосфера спікання
може уповільнити ріст зерна у керметі (рис. 4). Внаслідок цього в таких матеріалах вдається
підвищити границю міцності під час згинання з 609 МПа до 677 МПа.
Рис. 3. Ріст зерна TiN в нанодисперсній
композиції TiN–25% Nі за температури
спікання: 1 – 1400 °С, 2 – 1200 °С, 3 – 1100 °С
РАЗДЕЛ 3. РАЗРАБОТКА И ВНЕДРЕНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ И ИНСТРУМЕНТА, ОСНАЩЕННОГО
ТВЕРДЫМИ СПЛАВАМИ, В РАЗЛИЧНЫХ ОТРАСЛЯХ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
459
Зроблені висновки підтверджуються результатами роботи [7] де показано, що внаслідок
різної усадки і температури утворення рідкої фази у керметах з різною стехіометрією TiC0,95–
Ni і TiC0,7–NiTi можливо одержати
відмінну мікроструктуру. Зокрема,
зміна крихкої Ni зв’язки у TiC0,95–Ni
на пластичну Nі–Ti зв’язку у TiC0,7–
(Ni, Ti) забезпечила значне
підвищення в’язкості руйнування та
границі міцності під час згинання для
кермету TiC0,7–NiTi при одночасному
зниженні твердості та модуля
пружності Е.
Нами встановлено, що
присутність кисню у вихідних
нанодисперсних композиціях
помітно погіршує як процес
ущільнення керметів (рис. 5), так і
негативно впливає на рівень фізико–
механічних властивостей спечених
матеріалів – зі збільшенням вмісту
кисню одночасно знижується і
твердість за Віккерсом HV, і тріщиностійкість KIc (рис. 6).
Рис. 5. Усадка керметів TiN–
35% Nі при спіканні в середовищі азоту в
залежності від вмісту кисню у вихідних
нанодисперсних композиціях: 11,8% (1);
8,1% (2); 7,5% (3); 5,0% (4); 3,1% (5). %
(за масою)
Рис. 6. Вплив вмісту кисню у вихідних
нанодисперсних композиціях TiN–Ni на рівень
фізико-механічних властивостей спечених
керметів: твердості за Віккерсом HV (1) та
тріщиностійкості KIc (2)
Рис. 4. Ріст зерна TiN в нанодисперсній
композиції TiN–25% Nі в залежності
від температури і середовища спікання: 1 – вакуум
5×10–3 Па, 2 – комбінована (вакуум до 1100 °С, далі
– спікання у азоті), 3 – атмосфера азоту
Выпуск 22. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ И МЕТАЛООБРАБАТЫВАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ – ТЕХНИКА
И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ
http:/altis-ism.org.ua
460
Твердість за Віккерсом HV отриманих матеріалів менша 12 ГПа і нижча твердості
гарячепресованих матеріалів з мікродисперсних порошків. В’язкість руйнування
(тріщиностійкість) KIc не перевищує 6,5 МПа·м1/2. Зниження твердості і в’язкості руйнування
матеріалів, виготовлених з нанопорошків з підвищеним вмістом кисню, пов'язане з
уповільненням усадки внаслідок погіршення процесу змочування, зростанням залишкової
пористості, істотним збільшенням розміру зерна та присутністю збагачених киснем фаз на
міжзернових границях, що знижують їх чистоту і міцність. Таким чином, найкращим із
вивчених є склад кермету з найменшим вмістом кисню (3%).
Висновки
1. Показана принципова можливість отримання керметів на основі нітриду титану.
Встановлено, що рідкофазне спікання керметів TiN–Nі можна активувати внаслідок
покращення змочування шляхом зменшенням дисперсності тугоплавкої складової до
нанорозмірного діапазону за рахунок зниження поверхневої енергії сполуки внаслідок
напруженого стану гратки. Вивчений вплив дисперсності тугоплавкої складової, температури
та атмосфери спікання на структуру і фазовий склад керметів TiN–Nі.
2. Границя міцності під час згинання виготовлених керметів складає 609 МПа–
677 МПа. Твердість за Віккерсом отриманих матеріалів менша 12 ГПа і нижча твердості
гарячепресованих матеріалів з мікродисперсних порошків. Тріщиностійкість KIc керметів не
перевищує 6,5 МПа·м1/2. Зниження твердості і тріщиностійкості матеріалів, виготовлених з
нанокомпозицій з підвищеним вмістом кисню, пов'язане з істотним збільшенням розміру
зерна, зростанням залишкової пористості та присутністю на міжзернових границях збагачених
киснем фаз, що знижують їх чистоту і міцність.
Изучено влияние дисперсности тугоплавкой составляющей, температуры и атмосферы
спекания на структуру и фазовый состав керметов TiN–Nі. Установлено, что повышение содержания
кислорода в нанокомпозициях заметно ухудшает процесс уплотнения керметов и приводит к
снижению твердости и трещиностойкости изготовленных материалов.
Ключевые слова: кермет, нанокомпозиция TiN–Nі, жидкофазное спекание, твердость по
Виккерсу HV, трещиностойкость KIc
O. M. KAIDASH
Bakul Institute for Superhard Materials, National Academy of Sciences of Ukraine
EFFECT OF OXYGEN ON LIQUID-PHASE SINTERING
CERMETS FROM NANODISPERSED SYSTEMS TiN–Ni
The effect of the refractory component dispersion, the sintering temperature and atmosphere on the
structure and phase composition of TiN–Ni cermets has been studied. It has been established that an increase
of the oxygen content in nanocompositions considerably deteriorates the compaction of cermets and this leads
to a decrease in hardness and fracture toughness of the produced materials.
Key words: cermet, TiN – Nі nanocomposition, liquid phase sintering, Vickers hardness HV, fracture
toughness KIc
Література
1. Pierson H. O. Handbook of refractory carbides and nitrides: properties, characteristics,
processing and applications. – Imprint: William Andrew, Noyes publication, 1996. – 362 р.
2. Lengauer W. Transition metal carbides, nitrides and carbonitrides // Hand–book of Ceramic
Hard Materials, Ed. R. Riedel. – V. 1. Weinheim ; New York: Wiley–VCH, 2000. – P. 202–
252.
РАЗДЕЛ 3. РАЗРАБОТКА И ВНЕДРЕНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ И ИНСТРУМЕНТА, ОСНАЩЕННОГО
ТВЕРДЫМИ СПЛАВАМИ, В РАЗЛИЧНЫХ ОТРАСЛЯХ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
461
3. Kaidash O. N., Marinich M. A., Kuzenkova M. A., Manzheleev I. V. Corrosion resistance
of cermets based on titanium nitride // Soviet Powder Metallurgy and Metal Ceramics. –
1991. – V. 30. – N 1. – P. 69–73.
4. Fukuhara M., Mitani H. On the sintering of the TiNx–Ni binary mixed powder compacts //
J. Jap. Soc. Powder and Powder Metall. – 1979. – V. 26. – P. 143–148.
5. Tahtinen D. K., Tikkanen M. H. On the Wetting Problems in Sintering of TiC Based Hard
Metall // Powder Met. Int. – 1979. – V. 11. – N 2. – P. 80.
6. Kaidash O. N. Activated sintering and interaction in the titanium nitride – nickel system //
Ceramics International. – 1998. – V. 24. – N 2. – P. 157–162.
7. Liu B., Huang Sh., Humbeeck J. V., Vleugels J. Pressureless liquid–phase sintered TiCx–
NiTi/Ni cermets // Ceramics International. – 2017. – V. 43. – N 12. – P. 9512–9521.
Надійшла 05.02.19
References
1. Pierson, H. O. (1996). Handbook of refractory carbides and nitrides: properties,
characteristics, processing and applications. Imprint: William Andrew, Noyes publication.
2. Lengauer, W. (2000). Transition metal carbides, nitrides and carbonitrides. Hand–book of
Ceramic Hard Materials. V. 1. Ed. R. Riedel. Weinheim; New York: Wiley–VCH.
3. Kaidash, O. N., Marinich, M. A., Kuzenkova, M. A., et al. (1991). Corrosion resistance of
cermets based on titanium nitride. Soviet Powder Metallurgy and Metal Ceramicsб 30, 1,
69–73.
4. Fukuhara, M., & Mitani, H. (1979). On the sintering of the TiNx–Ni binary mixed powder
compacts. J. Jap. Soc. Powder and Powder Metall., 26, 143–148.
5. Tahtinen, D. K., & Tikkanen, M. H. (1979). On the Wetting Problems in Sintering of TiC
Based Hard Metall. Powder Met. Int., 11, 2, 80.
6. Kaidash, O. N. (1998). Activated sintering and interaction in the titanium nitride–nickel
system. Ceram. Intern., 24, 2, 157–162.
7. Liu, B., Huang, Sh., Humbeeck, J. V., et al. (2017). Pressureless liquid–phase sintered
TiCx–NiTi/Ni cermets. Ceramics Intern., 43, 12, 9512–9521.
|