Термічний синтез порошкової Fe – Mn – C – Cu лігатури
Досліджено особливості термічного синтезу лігатури із суміші порошків вуглецевого феромарганцю та електролітичної міді і взаємодії компонентів шихти при її нагріванні в різних умовах. Показано, що основним механізмом взаємодії елементів шихти є екстракція марганцю з часток феромарганцю розплавом мід...
Saved in:
| Published in: | Металознавство та обробка металів |
|---|---|
| Date: | 2009 |
| Main Authors: | , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України
2009
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/31607 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Термічний синтез порошкової Fe – Mn – C – Cu лігатури / Г.А. Баглюк, О.М. Грипачевський, В.І. Вольфман, Н.О. Уськова // Металознавство та обробка металів. — 2009. — № 3. — С. 43-47. — Бібліогр.: 11 назв. — укp. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-31607 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Баглюк, Г.А. Грипачевський, О.М. Вольфман, В.І. Уськова, Н.О. 2012-03-11T19:09:06Z 2012-03-11T19:09:06Z 2009 Термічний синтез порошкової Fe – Mn – C – Cu лігатури / Г.А. Баглюк, О.М. Грипачевський, В.І. Вольфман, Н.О. Уськова // Металознавство та обробка металів. — 2009. — № 3. — С. 43-47. — Бібліогр.: 11 назв. — укp. 2073-9583 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/31607 621.762 Досліджено особливості термічного синтезу лігатури із суміші порошків вуглецевого феромарганцю та електролітичної міді і взаємодії компонентів шихти при її нагріванні в різних умовах. Показано, що основним механізмом взаємодії елементів шихти є екстракція марганцю з часток феромарганцю розплавом міді з наступним утворенням твердого розчину системи Cu-Mn. Приведены результаты исследования особенностей термического синтеза лигатуры из смеси порошков углеродистого ферромарганца и электролитической меди и взаимодействия компонентов шихты при ее нагреве в разных условиях. Показано, что основным механизмом взаимодействия элементов является экстракция марганца из частиц ферромарганца расплавом меди с последующим образованием твердого раствора системы Cu-Mn. The results of research of master alloy thermal synthesis from powder mixture of carbon ferromanganese and electrolytic copper and interaction of charge components are given at various heating conditions. It is shown, that the basic component of interaction is extraction of manganese dissolved in ferromanganese parts by liquid melt of copper with the subsequent formation of Cu-Mn solid solution phases. uk Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України Металознавство та обробка металів Нові технологічні процеси і матеріали Термічний синтез порошкової Fe – Mn – C – Cu лігатури Термический синтез порошковой Fe-Mn-C-Cu лигатуры Thermal synthesis powder Fe-Mn-C-Cu master alloy Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Термічний синтез порошкової Fe – Mn – C – Cu лігатури |
| spellingShingle |
Термічний синтез порошкової Fe – Mn – C – Cu лігатури Баглюк, Г.А. Грипачевський, О.М. Вольфман, В.І. Уськова, Н.О. Нові технологічні процеси і матеріали |
| title_short |
Термічний синтез порошкової Fe – Mn – C – Cu лігатури |
| title_full |
Термічний синтез порошкової Fe – Mn – C – Cu лігатури |
| title_fullStr |
Термічний синтез порошкової Fe – Mn – C – Cu лігатури |
| title_full_unstemmed |
Термічний синтез порошкової Fe – Mn – C – Cu лігатури |
| title_sort |
термічний синтез порошкової fe – mn – c – cu лігатури |
| author |
Баглюк, Г.А. Грипачевський, О.М. Вольфман, В.І. Уськова, Н.О. |
| author_facet |
Баглюк, Г.А. Грипачевський, О.М. Вольфман, В.І. Уськова, Н.О. |
| topic |
Нові технологічні процеси і матеріали |
| topic_facet |
Нові технологічні процеси і матеріали |
| publishDate |
2009 |
| language |
Ukrainian |
| container_title |
Металознавство та обробка металів |
| publisher |
Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Термический синтез порошковой Fe-Mn-C-Cu лигатуры Thermal synthesis powder Fe-Mn-C-Cu master alloy |
| description |
Досліджено особливості термічного синтезу лігатури із суміші порошків вуглецевого феромарганцю та електролітичної міді і взаємодії компонентів шихти при її нагріванні в різних умовах. Показано, що основним механізмом взаємодії елементів шихти є екстракція марганцю з часток феромарганцю розплавом міді з наступним утворенням твердого розчину системи Cu-Mn.
Приведены результаты исследования особенностей термического синтеза лигатуры из смеси порошков углеродистого ферромарганца и электролитической меди и взаимодействия компонентов шихты при ее нагреве в разных условиях. Показано, что основным механизмом взаимодействия элементов является экстракция марганца из частиц ферромарганца расплавом меди с последующим образованием твердого раствора системы Cu-Mn.
The results of research of master alloy thermal synthesis from powder mixture of carbon ferromanganese and electrolytic copper and interaction of charge components are given at various heating conditions. It is shown, that the basic component of interaction is extraction of manganese dissolved in ferromanganese parts by liquid melt of copper with the subsequent formation of Cu-Mn solid solution phases.
|
| issn |
2073-9583 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/31607 |
| citation_txt |
Термічний синтез порошкової Fe – Mn – C – Cu лігатури / Г.А. Баглюк, О.М. Грипачевський, В.І. Вольфман, Н.О. Уськова // Металознавство та обробка металів. — 2009. — № 3. — С. 43-47. — Бібліогр.: 11 назв. — укp. |
| work_keys_str_mv |
AT baglûkga termíčniisintezporoškovoífemncculígaturi AT gripačevsʹkiiom termíčniisintezporoškovoífemncculígaturi AT volʹfmanví termíčniisintezporoškovoífemncculígaturi AT usʹkovano termíčniisintezporoškovoífemncculígaturi AT baglûkga termičeskiisintezporoškovoifemncculigatury AT gripačevsʹkiiom termičeskiisintezporoškovoifemncculigatury AT volʹfmanví termičeskiisintezporoškovoifemncculigatury AT usʹkovano termičeskiisintezporoškovoifemncculigatury AT baglûkga thermalsynthesispowderfemnccumasteralloy AT gripačevsʹkiiom thermalsynthesispowderfemnccumasteralloy AT volʹfmanví thermalsynthesispowderfemnccumasteralloy AT usʹkovano thermalsynthesispowderfemnccumasteralloy |
| first_indexed |
2025-11-24T22:00:16Z |
| last_indexed |
2025-11-24T22:00:16Z |
| _version_ |
1850499491773284352 |
| fulltext |
Ìåòàëîçíàâñòâî òà îáðîáêà ìåòàë³â 3’2009 43
Нові технологічні процеси і матеріали
УДК 621.762
Термічний синтез порошкової Fe-Mn-C-Cu
лігатури
Г.А. Баглюк, доктор технічних наук
О.М. Грипачевський*, кандидат фізико-математичних наук
В.І. Вольфман**
Н.О. Уськова, кандидат технічних наук
Інститут проблем матеріалознавства ім. І.М. Францевича НАН України, Київ
*Інститут металофізики НАН України, Київ
**Казенний завод порошкової металургії, Бровари
Досліджено особливості термічного синтезу лігатури із суміші порошків вуглецевого
феромарганцю та електролітичної міді і взаємодії компонентів шихти при її нагріванні в
різних умовах. Показано, що основним механізмом взаємодії елементів шихти є екстракція
марганцю з часток феромарганцю розплавом міді з наступним утворенням твердого розчину
системи Cu-Mn.
Åôåêòèâí³ñòü âèêîðèñòàííÿ ìàðãàíöþ äëÿ ëåãóâàííÿ ñïå÷åíèõ ñòàëåé
ï³äòâåðäæóºòüñÿ ðåçóëüòàòàìè ðÿäó ðîá³ò [1 – 5]. Îäíàê éîãî øèðîêå çàñòîñóâàííÿ
â ïðîìèñëîâèõ ìàñøòàáàõ ïðè âèêîðèñòàíí³ â ÿêîñò³ âèõ³äíî¿ øèõòè ñóì³øåé ïîðîøê³â
â³äïîâ³äíèõ ìåòàë³â îáìåæóºòüñÿ âíàñë³äîê ïðîáëåì, îáóìîâëåíèõ ñêëàäí³ñòþ ¿õ
ãîìîãåí³çàö³¿ ïðè çâè÷àéíî çàñòîñîâóâàíèõ íà ïðàêòèö³ òåìïåðàòóðàõ ñï³êàííÿ ³ âèñîêîþ
ñïîð³äíåí³ñòþ ìàðãàíöþ äî êèñíþ, ùî çíèæóº ÿê³ñòü àäãå糿 íà êîíòàêòíèõ ì³æôàçíèõ
(ì³æ÷àñòêîâèõ) ïîâåðõíÿõ ñïå÷åíèõ ìàòåð³àë³â.
Çíà÷íî ïîëåãøóº öåé ïðîöåñ çàñòîñóâàííÿ ë³ãàòóð [6 – 8], ùî ââîäÿòüñÿ â
øèõòó çàì³ñòü ñóì³ø³ åëåìåíòàðíèõ ïîðîøê³â. Ïðè âèêîðèñòàíí³ òàêî¿ ñõåìè ëåãóâàííÿ
ïðîöåñè ãîìîãåí³çàö³¿ ìàòåð³àë³â ïðè ñï³êàíí³ éäóòü àêòèâí³øå ³, ÿê ïðàâèëî,
çàâåðøóþòüñÿ ïðè íèæ÷èõ òåìïåðàòóðàõ. Íà îñíîâ³ ïîðîøê³â, âèãîòîâëåíèõ ç
âèêîðèñòàííÿì ë³ãàòóð, ìîæóòü áóòè îòðèìàí³ ìàòåð³àëè ç ï³äâèùåíèìè
õàðàêòåðèñòèêàìè ì³öíîñò³ ³ çàäîâ³ëüíîþ ïëàñòè÷í³ñòþ. Çàñòîñóâàííÿ ë³ãàòóð
çàáåçïå÷óº, ÿê ïðàâèëî, òàêîæ ìåíøèé âì³ñò êèñíþ â ñïå÷åíèõ ìàòåð³àëàõ (îñîáëèâî
äëÿ ñèñòåì ç åëåìåíòàìè ç âèñîêîþ ñïîð³äíåí³ñòþ äî êèñíþ).
Ïðè âèáîð³ ñêëàäó ïîðîøêîâèõ ë³ãàòóð àâòîðè êåðóâàëèñÿ äàíèìè ä³àãðàì
ñòàíó â³äïîâ³äíèõ ñïëàâ³â, ùî ïðèïóñêàëè á íàÿâí³ñòü åâòåêòè÷íî¿ îáëàñò³ â ³íòåðâàë³
òåìïåðàòóð 1100 – 1200 °Ñ, íàÿâí³ñòü òåõí³÷íî é åêîíîì³÷íî îá´ðóíòîâàíîãî ìåòîäó
ñèíòåçó òàêèõ ë³ãàòóð, ïðèéíÿòíà âàðò³ñòü ³ äîñòóïí³ñòü êîìïîíåíò³â ë³ãàòóðè, à òàêîæ
ïîçèòèâíèé âïëèâ êîìïîíåíò³â äîáàâêè íà îñíîâí³ ô³çèêî-ìåõàí³÷í³ õàðàêòåðèñòèêè
ñïå÷åíèõ ìàòåð³àë³â. Ó çâ’ÿçêó ç öèì äîñë³äæåíî ìîæëèâ³ñòü âèêîðèñòàííÿ â ÿêîñò³
îñíîâè äëÿ îäåðæàííÿ ë³ãàòóð ïîðîøêó âóãëåöåâîãî ôåðîìàðãàíöþ â ïîºäíàíí³ ç
³íøèìè ìåòàëàìè, çîêðåìà ç ì³ääþ. Çàñòîñóâàííÿ ì³ä³ â ÿêîñò³ îäíîãî ç êîìïîíåíò³â
ë³ãàòóðè îáóìîâëåíî íå ò³ëüêè ïîçèòèâíèì âïëèâîì ì³ä³ ÿê ëåãóþ÷îãî åëåìåíòó íà
âëàñòèâîñò³ ì³öíîñò³ ïîðîøêîâèõ ìàòåð³àë³â íà îñíîâ³ çàë³çà [3, 8], àëå é ó çâ’ÿçêó ç
íàÿâí³ñòþ â ñèñòåì³ Cu-Mn ëåãêîïëàâêî¿ åâòåêòèêè ç òåìïåðàòóðîþ ïëàâëåííÿ íèæ÷å
Ìåòàëîçíàâñòâî òà îáðîáêà ìåòàë³â 3’200944
Нові технологічні процеси і матеріали
òåìïåðàòóð ñï³êàííÿ ïðåñîâîê ó øèðîêîìó ä³àïàçîí³ ñï³ââ³äíîøåíü åëåìåíò³â [9].
Íàÿâí³ñòü ëåãêîïëàâêî¿ åâòåêòèêè ñïðèÿº àêòèâóâàííþ ñï³êàííÿ [10], ³íòåíñèô³êàö³¿
îá’ºìíîãî óù³ëüíåííÿ, ïðîöåñ³â ñïëàâîóòâîðåííÿ ³ ãîìîãåí³çàö³¿ ñïëàâó, à òàêîæ
óäîñêîíàëþâàíí³ ìåæ÷àñòêîâèõ ³ ì³æôàçíèõ êîíòàêò³â.
 ÿêîñò³ îñíîâè äëÿ îäåðæàííÿ ë³ãàòóðè âèêîðèñòàíî ïîðîøîê åëåêòðî-
òåðì³÷íîãî âóãëåöåâîãî ôåðîìàðãàíöþ, ùî ì³ñòèòü 67 – 69 % Mn, 25 – 27 % Fe, 5,5 –
6,0 % Ñ, 1 % S³, äîì³øêè (Ð, S) – ³íøå.
Äëÿ çä³éñíåííÿ òåðì³÷íîãî ñèíòåçó ë³ãàòóðè ïîðîøîê, îòðèìàíèé äðîáëåííÿì
³ ðîçìîëîì êóñêîâîãî âóãëåöåâîãî ôåðîìàðãàíöþ, çì³øóâàëè ç ïîðîøêîì
åëåêòðîë³òè÷íî¿ ì³ä³ â ñï³ââ³äíîøåíí³ (ìàñ. ÷àñòêà, %): ôåðîìàðãàíåöü – 69, Cu – 31;
ñóì³ø ï³ääàâàëè ïðåñóâàííþ ïðè òèñêó 700 ÌÏà, à îòðèìàí³ áðèêåòè ï³ääàâàëè
âèñîêîòåìïåðàòóðíîìó â³äïàëó ïðè 1000 – 1200 °Ñ â êîíòåéíåð³ ç ïëàâêèì çàòâîðîì
[11]. Äëÿ âèòèñíåííÿ íàäëèøêó ïîâ³òðÿ ³ ñòâîðåííÿ â³äíîâëþâàëüíîãî ñåðåäîâèùà â
îá’ºì³ êîíòåéíåðà â çàñèïêó (ïðîæàðåíèé ãëèíîçåì) äîäàâàëè ïðèáëèçíî 2,0 %
(â³äíîñíî ìàñè çàñèïêè) ïàðàô³íîâî¿ ñòðóæêè.
Ó ðåçóëüòàò³ òåðì³÷íîãî ñèíòåçó îäåðæóâàëè ïîðèñò³ ñïåêè, äîñë³äæåííÿ
ìàêðîñòðóêòóðè ÿêèõ ïîêàçàëî íàÿâí³ñòü ó íèõ ùîíàéìåíøå äâîõ âèä³â íåñóö³ëüíîñòåé:
äð³áí³ ïîðè, õàðàêòåðí³ äëÿ ñïå÷åíèõ ïîðîøêîâèõ áðèêåò³â, íàð³âí³ ç âåëèêèìè
óñàäî÷íèìè ðàêîâèíàìè, õàðàêòåðíèìè äëÿ ëèâàðíèõ ñòðóêòóð.
Äîñë³äæåííÿ ïîðîøêó âèõ³äíîãî ôåðîìàðãàíöþ ïîêàçàëî íàÿâí³ñòü â íüîìó
ñêëàäíèõ êàðá³ä³â çàë³çà ³ ìàðãàíöþ ñêëàäó Fe0,4Mn3,6C ç òåòðàãîíàëüíèìè ´ðàòêàìè ³
êàðá³äó Fe0,6Mn5,4C2 ç ãåêñàãîíàëüíèìè ´ðàòêàìè. Çàô³êñîâàí³ òàêîæ γ -Fe ³ γ -Mn
ôàçè.
Ôàçîâèé àíàë³ç íåâ³äïàëåíîãî áðèêåòó ³ç ñóì³ø³ ôåðîìàðãàíöþ ³ ì³ä³,
ïðèéíÿòèé ÿê åòàëîí, ïîêàçóº ÿê íàÿâí³ñòü ôàç, ùî ³ñíóþòü ó ôåðîìàðãàíö³, òàê ³
íàÿâí³ñòü ì³ä³ ç ïàðàìåòðîì ´ðàòêè à = 3,6133 A
o .
ϳñëÿ â³äïàëó áðèêåò³â ïðè 1000 °Ñ â³äòâîðþþòüñÿ âñ³ ðåôëåêñè âèõ³äíî¿ ñóì³ø³.
Îäíàê, çì³íà ïàðàìåòðà êðèñòàë³÷íèõ ´ðàòîê ì³ä³ â³ä à = 3,6133 äî 3,6970 A
o
ìîæå
ñâ³ä÷èòè ïðî ïî÷àòîê ïðîò³êàííÿ âçàºìî䳿 åëåìåíò³â ñóì³ø³ âæå ïðè ö³é òåìïåðàòóð³.
Ñïîñòåð³ãàºòüñÿ òàêîæ çá³ëüøåííÿ ïåð³îäó ³äåíòè÷íîñò³ êðèñòàë³÷íèõ ´ðàòîê γ -Fe
(ðåôëåêñ [111] γ -Fe çì³ùóºòüñÿ ó á³ê ìåíøîãî êóòà) ³ çðîñòàííÿ ³íòåíñèâíîñò³ öüîãî
ðåôëåêñó, ùî ìîæå ñâ³ä÷èòè ïðî çá³äíåííÿ ö³º¿ ôàçè ìàðãàíöåì ÷åðåç éîãî äèôóç³þ ³
ðîç÷èíåííÿ â ì³ä³, ³ ³ñòîòíå ðîçìèòòÿ ðåôëåêñ³â ì³ä³ ³ γ -çàë³çà. Çàô³êñîâàí³ òàêîæ
ðåôëåêñè êàðá³äó Fe3C.
ϳäâèùåííÿ òåìïåðàòóðè â³äïàëó äî 1100 – 1200 °Ñ ïðèâîäèòü äî á³ëüø
àêòèâíî¿ âçàºìî䳿 êîìïîíåíò³â ñïëàâó. Ë³í³¿ çàë³çà ³ ì³ä³ äóæå ðîçìèò³, ùî ñâ³ä÷èòü
ïðî çíà÷íó çì³íó êðèñòàë³÷íèõ ´ðàòîê çàë³çà ³ ì³ä³. Çìåíøóºòüñÿ ³íòåíñèâí³ñòü ³
çá³ëüøóºòüñÿ ðîçìèò³ñòü ë³í³é â îáëàñò³ ñêëàäíèõ êàðá³ä³â. Ïðè öüîìó íàêëàäåííÿ
áàãàòüîõ ðåôëåêñ³â ³, â³äïîâ³äíî, ñêëàäí³ñòü ¿õ ³äåíòèô³êàö³¿, íå äîçâîëèëè äåòàë³çóâàòè
çì³íó ôàçîâîãî ñêëàäó, õî÷à àíàë³ç ðåíòãåíîãðàì äîçâîëÿº êîíñòàòóâàòè ³ñòîòíó
íåð³âíîâàæí³ñòü ìàòåð³àëó ñèíòåçîâàíî¿ ë³ãàòóðè, ùî ïðîÿâëÿòüñÿ â ðîçøèðåíí³
ðåôëåêñ³â óñ³õ ôàç ñïëàâó.
̳êðîñòðóêòóðà âèõ³äíî¿ ïðåñîâêè ÿâëÿº ñîáîþ ñóì³ø ÷àñòîê âèõ³äíîãî ïîðîøêó
ôåðîìàðãàíöþ îòî÷åíèõ ÷àñòêàìè ì³ä³ (ðèñ. 1 à). Îäíàê, óæå ï³ñëÿ â³äïàëó ïðè 1000 °Ñ
â ñòðóêòóð³ ñïîñòåð³ãàºòüñÿ àêòèâíà âçàºìîä³ÿ ÷àñòîê ôåðîìàðãàíöþ ³ ì³ä³ ç óòâîðåííÿì
(çà äàíèìè ì³êðîðåíòãåíîñòðóêòóðíîãî àíàë³çó) æîâòèõ ÷àñòîê òâåðäîãî ðîç÷èíó
ñèñòåìè Cu-Mn (ðèñ. 1 á). ³äáóâàºòüñÿ ïîì³òíå äèñïåðãóâàííÿ ñòðóêòóðè ïîð³âíÿííî
ç âèõ³äíîþ ñòðóêòóðîþ ïîðîøêîâî¿ ñóì³ø³. Ïîÿâà ð³äêî¿ ôàçè ïðè òåìïåðàòóðàõ, ùî
³ñòîòíî íèæ÷å òåìïåðàòóðè ïëàâëåííÿ ñêëàäîâèõ êîìïîíåíò³â øèõòè, çóìîâëåíà
íàÿâí³ñòþ åâòåêòè÷íî¿ ñêëàäîâî¿ â ñèñòåì³ Cu-Mn âæå ïðè òåìïåðàòóð³ 871 °Ñ [9].
Ìåòàëîçíàâñòâî òà îáðîáêà ìåòàë³â 3’2009 45
Нові технологічні процеси і матеріали
ϳäâèùåííÿ òåìïåðàòóðè ñèíòåçó äî 1100 – 1200 °Ñ ïðèçâîäèòü äî ïîì³òíî¿
êîàëåñöåíñ³¿ ñòðóêòóðè (ðèñ. 1 â, ã), ùî ñêëàäàºòüñÿ, ãîëîâíèì ÷èíîì, ç³ ñâ³òëèõ ÷àñòîê
ôåðîìàðãàíöþ ç ì³êðîòâåðä³ñòþ 7,5 – 9,5 ÃÏà, ³ æîâòèõ ÷àñòîê ñèñòåìè Cu-Mn
(â³ðîã³äíî – Cu3Mn) ç ì³êðîòâåðä³ñòþ 2,4 – 3,0 ÃÏà, à òàêîæ çíà÷íî¿ ê³ëüêîñò³ ïîð.
Õàðàêòåðíèì äëÿ ñïëàâ³â, ñèíòåçîâàíèõ ïðè 1200 °Ñ, º íàÿâí³ñòü ó ¿õí³é
ñòðóêòóð³ ÷³òêî âèÿâëÿºìî¿ òîíêî¿ (òîâùèíîþ 1 – 2 ìêì) ïåðåõ³äíî¿ çîíè, ùî
ç’ÿâëÿºòüñÿ â ðåçóëüòàò³ âçàºìî䳿 ì³æ ÷àñòêàìè ôåðîìàðãàíöþ ³ ôàçàìè, çáàãà÷åíèìè
ì³ääþ (ðèñ. 1 ä). ̳êðîðåíòãåíîñïåêòðàëüíèé àíàë³ç õàðàêòåðíèõ çîí ñòðóêòóðè
(ðèñ. 2) âèÿâèâ ñïåöèô³÷íèé õàðàêòåð ðîçïîä³ëó â íèõ åëåìåíò³â, ùî ïîëÿãຠâ òîìó,
ùî âèñîêèé âì³ñò ì³ä³ â ëîêàëüíîìó îá’ºì³ ñïëàâó, ùî óòâîðþºòüñÿ, ñïîëó÷àºòüñÿ ç³
çíèæåíèì âì³ñòîì ó íüîìó çàë³çà (ðèñ. 2 á), à ïåðèôåð³éíà ïåðåõ³äíà çîíà ÷àñòêè
ÿâëÿº ñîáîþ çá³äíåíó ìàðãàíöåì ôåðîìàðãàíöåâó ñêëàäîâó ñïëàâó. Õàðàêòåð âçàºìî䳿
îñíîâíèõ åëåìåíò³â âèçíà÷àºòüñÿ ñâîºð³äí³ñòþ á³íàðíèõ ä³àãðàì Mn-Fe ³ Cu-Mn, ç
îäíîãî áîêó, ³ Cu-Fe ³ Cu-C – ç ³íøîãî [9].
Îäåðæàí³ ðåçóëüòàòè äîçâîëÿþòü ïðèïóñòèòè íàñòóïíèé ìåõàí³çì âèñîêî-
òåìïåðàòóðíî¿ âçàºìî䳿 ïîðîøê³â ôåðîìàðãàíöþ ³ ì³ä³. ϳñëÿ ïîÿâè ð³äêî¿ ôàçè â
ðåçóëüòàò³ êîíòàêòíîãî ïëàâëåííÿ íà ãðàíèö³ ÷àñòîê ôåðîìàðãàíöþ ³ ì³ä³ ð³çêî
çá³ëüøóºòüñÿ âåëè÷èíà ì³æôàçíî¿ ïîâåðõí³ ³, â³äïîâ³äíî, çìåíøóþòüñÿ øëÿõè
ãåòåðîäèôó糿. Íà êîíòàêòíèõ ïîâåðõíÿõ àêòèâóþòüñÿ ïðîöåñè âçàºìî䳿, ùî
Рис. 1. Структура пресовки з вихідної суміші порошків феромарганцю і міді (а) та синтезованої
при 1000 (б), 1100 (в) и 1200 0С (г) лігатури. х450.
Ìåòàëîçíàâñòâî òà îáðîáêà ìåòàë³â 3’200946
Нові технологічні процеси і матеріали
ïðîÿâëÿºòüñÿ â ïðîöåñ³ åêñòðàêö³¿ ìàðãàíöþ, ðîç÷èíåíîãî â γ -çàë³ç³, ðîçïëàâîì ì³ä³
ç óòâîðåííÿì â’ÿçêèõ ñèñòåìè Cu-Mn.  ðåçóëüòàò³ öüîãî ïåðèôåð³éíà çîíà ÷àñòîê
ôåðîìàðãàíöþ çá³äíþºòüñÿ ìàðãàíöåì, à ì³äíà ôàçà, ó ñâîþ ÷åðãó, íàñè÷óºòüñÿ ¿ì. dz
çá³ëüøåííÿì âèòðèìêè ïðè òåìïåðàòóð³ ñèíòåçó òîâùèíà ïåðèôåð³éíî¿ ïåðåõ³äíî¿
çîíè çðîñòຠ³ ï³ñëÿ äîñÿãíåííÿ â ëîêàëüíèõ ïðèêîðäîííèõ ç ÷àñòêîþ ôåðîìàðãàíöþ
îá’ºìàõ ìåæ³ ðîç÷èííîñò³ ìàðãàíöþ â ì³äí³é ôàç³ äèôóç³ÿ îñòàííüîãî ç ïåðåõ³äíî¿
çîíè â ì³äíó ôàçó ïðàêòè÷íî ïðèïèíÿºòüñÿ.
 äð³áíèõ ÷àñòêàõ ôåðîìàðãàíöþ ç ðîçì³ðîì 1 – 5 ìêì (÷àñòêà 2, ðèñ. 2 à –
â) íå ñïîñòåð³ãàºòüñÿ ïåðåõ³äíî¿ çîíè, à âì³ñò ìàðãàíöþ â íèõ º ïðîì³æíèì ì³æ éîãî
âèõ³äíèì âì³ñòîì ó ôåðîìàðãàíö³ ³ âì³ñòîì ó ïåðåõ³äí³é çîí³. Ìîæíà ïðèïóñòèòè, ùî
âíàñë³äîê âèñîêî¿ äèôóç³éíî¿ ðóõëèâîñò³ ïðè âçàºìí³é ãåòåðîäèôó糿 çàë³çà ³ ìàðãàíöþ
çà óìîâè, ùî øëÿõè äèôó糿 â³äïîâ³äàþòü ðîçì³ðàì äð³áíèõ ÷àñòîê ôåðîìàðãàíöþ
¿õíÿ êîíöåíòðàö³ÿ âèð³âíþºòüñÿ.
ϳñëÿ â³äïàëó îòðèìàíà øëÿõîì òåðì³÷íîãî ñèíòåçó ïîðèñòà ãóáêà ç ë³ãàòóðè
ñïëàâó ñèñòåìè Fe-Mn-Cu-C ðîçìåëþºòüñÿ äî îäåðæàííÿ ïîðîøêó ôðàêö³¿ – 50 ìêì,
ùî íàäàë³ âèêîðèñòîâóºòüñÿ ÿê ëåãóþ÷à äîáàâêà â ïîðîøêîâó øèõòó äëÿ îäåðæàííÿ
âèñîêîì³öíèõ ñïå÷åíèõ âèðîá³â ç³ ñòàëåé êîíñòðóêö³éíîãî ïðèçíà÷åííÿ.
Рис. 2. Характерні зони зразка синтезованої при 1200 °С лігатури (а,б) та вміст основних
елементів в характерних точках шліфа (в). – Cu, – Mn, – Fe. а, б – х 1000.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
1 2 3 4
а б
в
Номер точки
В
м
іс
т
ел
ем
ен
та
, %
Ìåòàëîçíàâñòâî òà îáðîáêà ìåòàë³â 3’2009 47
Нові технологічні процеси і матеріали
Òàêèì ÷èíîì, ïðåäñòàâëåí³ ðåçóëüòàòè äîâåëè, ùî ë³ãàòóðà, îòðèìàíà â
ðåçóëüòàò³ òåðì³÷íîãî ñèíòåçó øèõòè ³ç ïîðîøê³â ôåðîìàðãàíöþ òà ì³ä³, ÿâëÿº ñîáîþ
ãåòåðîãåííèé ïñåâäîñïëàâ, ùî ñêëàäàºòüñÿ ³ç çåðåí ÷àñòêîâî çá³äíåíîãî ìàðãàíöåì
ôåðîìàðãàíöþ, òà çåðåí ì³äíî-ìàðãàíöåâî¿ ôàçè ç íåçíà÷íèì âì³ñòîì çàë³çà. Ïðè
öüîìó, îñíîâíèì ìåõàí³çìîì âçàºìî䳿 åëåìåíò³â øèõòè ïðè íàãð³âàíí³ º åêñòðàêö³ÿ
ìàðãàíöþ, ðîç÷èíåíîãî â γ –çàë³ç³, ðîçïëàâîì ì³ä³.
Література
1. Dudrova E., Kabatova M., Bidulsky R., Wronski A.S. // Powder metallurgy. – 2004. – 47,
¹ 2. – P.181 – 190.
2. Dudrova E., Kabatova M. // Deformation and Fracture in Structural PM Materials. DF
PM 2002. – 1. – P. 107 – 115.
3. Äîðîôååâ Þ.Ã., Ìàðèíåíêî Ë.Ã., Óñòèìåíêî Â.È. Êîíñòðóêöèîííûå ïîðîøêîâûå
ìàòåðèàëû è èçäåëèÿ. – Ì.: Ìåòàëëóðãèÿ, 1986. – 144 ñ.
4. Íàïàðà-Âîëãèíà Ñ.Ã., Ìàñëþê Â.À., Îðëîâà Ë.Í. // Ïîðîøêîâàÿ ìåòàëëóðãèÿ. – 2005.
– ¹ 3 – 4. – Ñ. 25 – 31.
5. Šalak A. // Modern Developments in Powder Metallurgy. – 1981. – 13. – P. 183 – 201.
6. Ðàäîìûñåëüñêèé È.Ä., Íàïàðà-Âîëãèíà Ñ.Ã. Ïîëó÷åíèå ëåãèðîâàííûõ ïîðîøêîâ
äèôôóçèîííûì ìåòîäîì è èõ èñïîëüçîâàíèå. – Êèåâ: Íàóêîâà äóìêà, 1988. – 136 ñ.
7. Îñòðèê Ï.Í., Ãàñèê Ì.Ì., Ïèðîã Â.Ä. Ìåòàëëóðãèÿ ãóá÷àòûõ è ïîðîøêîâûõ ëèãàòóð. –
Êèåâ: Òåõíèêà, 1992. – 127 ñ.
8. Ðàäîìûñåëüñêèé È.Ä., Ñåðäþê Ã.Ã., Ùåðáàíü Í.È. Êîíñòðóêöèîííûå ïîðîøêîâûå
ìàòåðèàëû. – Êèåâ: Òåõíèêà, 1985. – 152 ñ.
9. Massalski T.B., Subramanian P.R., Okomoto H. Phase Diagrams. – Ohio: ASM
International, 1990. – 3589 p.
10. Ñêîðîõîä Â.Â., Ñîëîíèí Ñ.Ì. Ôèçèêî-ìåòàëëóðãè÷åñêèå îñíîâû ñïåêàíèÿ ïîðîøêîâ. –
Ì.: Ìåòàëëóðãèÿ, 1984. – 159 ñ.
11. Ôåäîð÷åíêî È.Ì., Ñëûñü È.Ã., Ñîñíîâñêèé Ë.À. // Ïîðîøêîâàÿ ìåòàëëóðãèÿ. – 1972.
– ¹ 5. – Ñ. 26 – 32.
Îäåðæàíî 06.10.08
Ã.À. Áàãëþê, À.Ì. Ãðèïà÷åâñêèé, Â.È. Âîëüôìàí, Í.À. Óñüêîâà
Òåðìè÷åñêèé ñèíòåç ïîðîøêîâîé Fe-Mn-C-Cu ëèãàòóðû
Ðåçþìå
Ïðèâåäåíû ðåçóëüòàòû èññëåäîâàíèÿ îñîáåííîñòåé òåðìè÷åñêîãî ñèíòåçà ëèãàòóðû èç
ñìåñè ïîðîøêîâ óãëåðîäèñòîãî ôåððîìàðãàíöà è ýëåêòðîëèòè÷åñêîé ìåäè è âçàèìîäåéñòâèÿ
êîìïîíåíòîâ øèõòû ïðè åå íàãðåâå â ðàçíûõ óñëîâèÿõ. Ïîêàçàíî, ÷òî îñíîâíûì ìåõàíèçìîì
âçàèìîäåéñòâèÿ ýëåìåíòîâ ÿâëÿåòñÿ ýêñòðàêöèÿ ìàðãàíöà èç ÷àñòèö ôåððîìàðãàíöà ðàñïëàâîì
ìåäè ñ ïîñëåäóþùèì îáðàçîâàíèåì òâåðäîãî ðàñòâîðà ñèñòåìû Cu-Mn.
G.A. Baglyuk, A.M. Gripachevskiy, V.I. Volfman, N.A. Uskova
Thermal synthesis powder Fe-Mn-C-Cu master alloy
Summary
The results of research of master alloy thermal synthesis from powder mixture of carbon
ferromanganese and electrolytic copper and interaction of charge components are given at various
heating conditions. It is shown, that the basic component of interaction is extraction of manganese
dissolved in ferromanganese parts by liquid melt of copper with the subsequent formation of Cu-
Mn solid solution phases.
|