Улучшение структурных и механических свойств стального порошкового сплава Fe + 0.5% C за счет включения наночастиц Ni и Co

В.М. Нгуен ORCID logo , Г. Карунакаран ORCID logo , Т.Х. Нгуен ORCID logo , Е.А. Колесников, М.И. Алымов, В.В. Левина, Ю.В. Конюхов показать трудоустройства и электронную почту
Получена: 10 декабря 2019; Исправлена: 02 февраля 2020; Принята: 06 февраля 2020
Эта работа написана на английском языке
Цитирование: В.М. Нгуен , Г. Карунакаран , Т.Х. Нгуен , Е.А. Колесников, М.И. Алымов, В.В. Левина, Ю.В. Конюхов. Улучшение структурных и механических свойств стального порошкового сплава Fe + 0.5% C за счет включения наночастиц Ni и Co. Письма о материалах. 2020. Т.10. №2. С.174-178
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2020-2-174-178

Аннотация

•	Nickel and Cobalt nanoparticles improved the mechanical and structural properties of Fe + 0.5% C alloy.
•	The improvement in the properties is due to a reduction in porosity and increased grain quantities.Было проанализировано влияние микрочастиц и наночастиц металлов Ni и Co на структурные и механические свойства сплава из порошковой стали Fe + 0.5 % C. Результаты показали, что модификация сплава наночастицами (Ni, Co) может привести к образованию мелкозернистой компактной и менее пористой структуры, следовательно, значительно улучшить механические свойства спеченного материала. Обнаружено, что образцы, модифицированные микрочастицами, являются высокопористыми по сравнению с контрольным образцом. Введение наночастиц 0.5 мас.% Co увеличивало твердость сплава до 58 HRB, тогда как введение микрочастиц 0.5 мас.% Co снижало твердость до 47 HRB. Наиболее благоприятный эффект наблюдается при добавлении наночастиц 0.5 мас.% Ni, причем значение твердости увеличилось до 63 HRB по сравнению с 52 HRB контрольного образца. Самая высокая прочность на изгиб 313 МПа наблюдалась для сплава с наночастицами Ni, тогда как наименьшая прочность на изгиб 156 МПа была отмечена для сплава, содержащего микрочастицы 0.5 мас.% Со. Исследование на разрушения подтвердило, что наночастицы (Ni, Co) увеличивали степень уплотнения, в то время как добавки микрочастиц Co приводили к образованию крупных ям и трещин, а, следовательно, к разрушению материала по хрупкому межзерновому механизму. Таким образом, это исследование представляет эффективное использование наночастиц Ni и Co в качестве модификаторов в сплаве Fe + 0.5 % C с помощью порошковой металлургии.

Ссылки (27)

1. I. M. Milyaev, M. I. Alymov, D. M. Abashev et al. Letters on Materials. 9 (3), 349 (2019). (in Russian) [И. М. Миляев, М. И. Алымов, Д. М. Абашев и др. Письма о материалах. 9 (3), 349 (2019).]. Crossref
2. A. S. Ustyuhin, A. B. Ankudinov, V. A. Zelenskii, I. M. Milyaev, M. I. Alymov. Letters on Materials. 7 (3), 249 (2017). (in Russian) [А. С. Устюхин, А. Б. Анкудинов, В. А. Зеленский, И. М. Миляев, М. И. Алымов. Письма о материалах. 7 (3), 249 (2017).]. Crossref
3. M. L. Marucci, F. G. Hanejko. Advances in Powder Metallurgy and Particulate Materials. MPIF. 7, 11 (2010).
4. D. Sharma, K. Chandra, P. S. Misra. Mater. Des. 32 (6), 3198 (2011). Crossref
5. H. Arik, M. Turker. Mater. Des. 28 (1), 140 (2007). Crossref
6. V. S. Warke, R. D. Sisson Jr, R. D. Makhlouf. Mater. Sci. Eng. A. 528 (11-12), 3533 (2011). Crossref
7. M. Sha, S. Wu, X. Wang et al. Mater. Sci. Eng. A. 535, 258 (2012). Crossref
8. A. de P. Barbosa, G. S. Bobrovnitchii, A. L. D. Skury et al. Mater. Des. 31 (1), 522 (2010). Crossref
9. M. Li, S. Lu, F. Long. JOM. 67 (5), 922 (2015). Crossref
10. S. S. Rathore, M. M. Salve, V. V. Dabhade. J. Alloy Compd. 649, 988 (2015). Crossref
11. S. Li, Y. Wang, X. Wang. Mater. Sci. Eng. A. 639, 640 (2015). Crossref
12. G. Karunakaran, V. M. Nguyen, Y. Konyukhov et al. Archives of Civil and Mechanical Engineering. 17 (3), 669 (2017). Crossref
13. GOST 20899-75. 01.02.2017, Moscow. (in Russian). [ГОСТ 20899-75. 01.02.2017, Москва].
14. GOST 19440-94. 01.02.2017, Minsk. (in Russian). [ГОСТ 19440-94. 01.02.2017, Минск].
15. GOST 18898-89. 01.02.2017, Moscow. (in Russian). [ГОСТ 18898-89. 01.02.2017, Москва].
16. L.-P. Lapierre-Boire, C. Blais, S. Pelletier. Powder Technol. 299, 156 (2016). Crossref
17. Y. H. Cho, H. W. Kim, W. Kim et al. Materials Today: Proceedings. 2 (10), 4924 (2015). Crossref
18. X. Wang, J. V. Wood. Powder Metall. 38 (1), 59 (1995). Crossref
19. V. M. Nguyen, G. Karunakaran, Yu. Konyukhov et al. J Clust Sci. 28 (4), 2157 (2017). Crossref
20. J. Park, S. Lee, S. Kang et al. Powder Technol. 284, 459 (2015). Crossref
21. M. Srinivas, G. Malakondaiah, P. Rama Rao. Proc. R. Soc. Lond. A. 447, 223 (1994). Crossref
22. M. Aloe, F. Anton. Tabira/IV Forum TecnicoInternacional de fundicion. Spain (2007).
23. G. F. Hancock, G. M. Leak. Metal Science Journal. 1, 33 (1967). Crossref
24. K. Saeidi, L. Kvetkova, F. Lofaj et al. RSC Advances. 5, 20747 (2015). Crossref
25. A. K. Gain, L. Zhang. J Mater Sci: Mater Electron. 27, 3982 (2016). Crossref
26. O. Yu. Elagina. Tekhnologicheskiye metody povysheniya iznosostoykosti detaley mashin. Uchebnoye posobiye. University Book, Logos, Moscow (2009) 485 p. (in Russian) [О. Ю. Елагина. Технологические методы повышения износостойкости деталей машин. Учебное пособие. Университетская книга, Логос, Москва (2009) 485 c.].
27. H. Zhang, L. Zhang, G. Dong et al. Powder Technol. 288, 435 (2016). Crossref

Другие статьи на эту тему

Финансирование

1. Ministry of Education and Science of the Russian Federation - К3-2017-055
2. National Research Foundation of Korea funded by the Ministry of Education - NRF-2019R1I1A1A01062458