Введення у тверді сплави TiCN - Ni - Mo та TiCN - Ni - Mo - WC танталу у вигляді карбіду підвищує їх міцність у процесі згину (що виявлено під час фрезерування сталі). Спікання вихідної суміші порошків супроводжується утворенням так званої К-фази, головним чином у вигляді "оболонки" на зернах TiCN. За даними мікрорентгеноспектрального аналізу ця фаза є складним карбонітридом. Висунуто припущення, що саме К-фаза спричинює підвищення міцності танталвміщуючих твердих сплавів на основі карбонітриду титану із нікель-молібденовою зв'язкою. Для технології виробництва рекомендовано використовувати як вихідний матеріал наперед виготовлений складний танталвміщуючий карбонітрид (замість TiCN).

Исследовано влияние химического состава металлокерамики системы WC-Co на уровень эксплуатационных характеристик изготовленных из нее твердосплавных зубков буровых долот. Установлено, что циклическая контактная прочность зубков на воздухе при комнатной температуре, как и пороговый размах коэффициента интенсивности напряжений в материале зубков, возрастает с увеличением содержания кобальта. В результате исследований материалов на циклическую трещиностойкость, а также кавитационно-эрозионных и электрохимических испытаний в 3 %-м водном растворе NaCl выявлены оптимальные коррозионные и механические характеристики в композиции, содержащей 8 mass % кобальта. Отмечен существенный вклад анодного растворения Со-фазы, а также ее охрупчивания водородом в процесс коррозионно-механического повреждения твердых сплавов. Обнаружена удовлетворительная корреляция параметров циклической контактной прочности, порогового размаха коэффициента интенсивности напряжений и установившейся скорости кавитационно-эрозионного разрушения твердых сплавов WC-Co, что свидетельствует о возможности использования этих параметров как достоверных и взаимозаменяемых показателей эксплуатационной надежности твердосплавных изделий.

Побудовано алгоритм для обчислення умовної границі пружності твердого сплаву WC - Co при розтягу з урахуванням залишкових термічних напружень у його фазах. В основу алгоритму покладено рівняння термопружності двофазних композитів. Порівняння отриманих теоретичних результатів з експериментальними даними різних авторів свідчить про їх добру узгодженість. Встановлено суттєвий вплив залишкових термічних напружень на границю пружності твердого сплаву при розтягу.

На основании обработки и анализа результатов, опубликованных в отечественной и зарубежной научно-технической литературе, проспектах ведущих фирм за последние 25 лет представлены данные о прочности при изгибе твердых сплавов на основе карбида титана, отличающихся по составу, структуре, условиям получения как сплавов, так и отдельных компонентов сплавов, условиям испытаний.

Розроблено технологію отримання твердих сплавів з використанням карбонітриду хрому. Досліджено процес спікання нових твердих сплавів і розглянуто механічні, корозійні та триботехнічні властивості карбонітридних сплавів. Наведено приклади застосування твердих сплавів для виготовлення зносостійких деталей (сопел апаратів для піскоструменевої обробки), а також корозійностійких виробів (втулок і перехідних муфт гальванічних ванн для здійснення електротехнічних покриттів).

Предложен строгий подход к моделированию нелинейного механического поведения твердого сплава с мезоструктурой, основанный на конечноэлементном решении пространственных модельных краевых задач. На основе численного анализа упругопластической деформации мезосплавов при одноосном сжатии построены диаграммы их деформирования, установлены зависимости модуля Юнга от объемного содержания кобальта. Получено хорошее соответствие расчетных и экспериментальных данных по упругости традиционных твердых сплавов. Для мезосплавов на базе ВК6 и ВК15 определена удельная работа деформации композита в целом и для каждой из фаз, вычислена суммарная работа деформации, ее упругая и пластическая составляющие. Установлено, что при заданном объеме кобальта работа деформации для мезосплава ВК15 + Со в 1,8 раза больше, чем для мезосплава на основе ВК6. На основании предложенного критерия перехода рассматриваемых мезосплавов в предельное состояние дан прогноз для значения пределов из прочности и предельной упругопластической деформации при одноосном сжатии.

Показана возможность повышения прочностных и эксплуатационных свойств карбидовольфрамового твердого сплава с никелевой связкой ВН8 за счет улучшения его структурного состояния. Приведены результаты испытания сплава при токарной обработке стали. Установлена реальная возможность использования сплава ВН8 как материала для лезвийного режущего инструмента.

Ключ. слова: твердый сплав, эрозионная стойкость, механические свойства, структура
Індекс рубрикатора НБУВ: К280.6 + К391.8-18

Рубрики:

Властивості твердих сплавів

Виробництво металокерамічних твердих сплавів

Шифр НБУВ: Ж28502 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Ключ. слова: твердый сплав, карбид вольфрама, оксид никеля, углерод, восстановление, спекание, прессование, механические свойства, предел прочности при изгибе, прочность при сжатии, вязкость разрушения, твердость
Індекс рубрикатора НБУВ: К280.62 + К391.8-18

Рубрики:

Механічні властивості твердих сплавів

Виробництво металокерамічних твердих сплавів

Шифр НБУВ: Ж28502 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Ключ. слова: твёрдый безвольфрамовый сплав, коэффициент трения, интенсивность изнашивания, скорость скольжения, нагрузка, оксидная пленка
Індекс рубрикатора НБУВ: К280.62

Рубрики:

Механічні властивості твердих сплавів

Шифр НБУВ: Ж28502 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Приведены экспериментальные результаты лабораторных исследований высокотемпературных механических свойств твердых сплавов WC - Co в зависимости от параметров структуры (содержание кобальта, средние размеры карбидных зерен и кобальтовых прослоек), состава связки (содержание углерода и кубических карбидов) и характера термосилового воздействия. Проанализировано влияние высоких температур на деформационные характеристики при изгибе, растяжении и сжатии. Обсуждены проблемы кратковременной и длительной прочности (жаропрочности) и термомеханической усталости. Отмечены выявленные механизмы высокотемпературной деформации.

Досліджено механізм пластичного деформування та руйнування вольфрамо-кобальтових твердих сплавів у широкому інтервалі їх складу та розміру зерна карбідної фази на різних стадіях навантаження одновісним стисканням. Показано, що поведінка кожної фазової складової обумовлена вмістом кобальту в сплаві та величиною зерна карбіду вольфраму. У разі навантаження сплавів до межі плинності в них з'являються мікро- та макротріщини, які на даному етапі зупиняються деформованими шарами сплаву. Залишкова деформація сплавів за одновісного стискання є результатом принаймні трьох деформаційних процесів, що проходять у сплавах у разі їх навантаження: ковзання по міжфазних і міжзеренних межах із появою у цих місцях мікротріщини; ковзання в зернах WC; деформація кобальтової фази. Зроблено висновок, що ковзання у кобальтовій фазі є одним із основних механізмів її деформування у разі навантаження сплавів стиском.

Предложены аналитические алгоритмы для построения диаграмм растяжения и сжатия двухфазных керметов, основанные на концепции средних по объему фаз напряжений и физических уравнениях теории малых упругопластических деформаций. Деформационные свойства и прочность кермета предполагаются зависящими от таких параметров его микроструктуры как средний размер и коэффициент вариации распределения размеров зерен твердой фазы, коэффициент смежности зерен твердой фазы и средняя толщина прослоек металлической фазы. Выполнен численный анализ характерных параметров диаграмм деформирования твердых сплавов (ДДТС) WC - Co в широких интервалах значений концентрации кобальта и размера карбидного зерна. Установлено хорошее соответствие между теоретическими величинами пределов прочности при растяжении и сжатии и известными экспериментальными значениями. Построенные модельные ДДТС могут рассматриваться в качестве альтернативных по отношению к соответствующим экспериментальным диаграммам в переменных напряжение - относительное изменение длины образца.

Установлены основные закономерности окисления твердых сплавов в системе карбид вольфрама - металлическая связка на основе кобальта, никеля, рения и марганца. Изучена температурная зависимость прочности при изгибе в рабочем интервале температур токарного инструмента. Режущие пластины из сплавов с модифицированной металлической связкой обладают более высокими эксплуатационными свойствами, что подтверждается результатами испытаний.

Індекс рубрикатора НБУВ: К280.6

Рубрики:

Властивості твердих сплавів

Шифр НБУВ: Ж14768 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: К280.4 + К280.6

Рубрики:

Стани та структура твердих сплавів

Властивості твердих сплавів

Шифр НБУВ: Ж28502 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Показано існування ефекту спадковості у твердих сплавах на основі карбіду вольфраму, який проявляється в існуванні зв'язку між розміром карбідних часток у готовому матеріалі і розміром часток та тонкою структурою вихідних порошків карбіду. Більш досконала структура часток сприяє укрупненню часток у процесі спікання.

Предложен подход к построению микромеханической теории прочности твердых сплавов, основанный на сочетании структурного моделирования и статистической теории экстремальных значений. Проведены вычислительные эксперименты на структурной модели с целью построения континуальной теории накопления повреждений в твердом сплаве и уточнения параметров, входящих в критерии прочности и долговечности твердосплавных изделий. Установлена взаимосвязь между введенным параметром микроповрежденности и критерием статической прочности Писаренко - Лебедева. Обсуждены возможности усовершенствования предложенной теории и ее применения при практических расчетах твердосплавных изделий на прочность и долговечность.

Запропоновано формули для обчислення середніх залишкових термонапружень у фазах твердого сплаву WC-Co. Встановлено, що залишкові напруження в об'ємі зразка перевищують напруження біля поверхні більш, ніж удвічі. Виявлено залежність коефіцієнта суміжності карбідної фази від дисперсії розмірів її зерна в сплавах WC-Co, що дозволяє враховувати коефіцієнт варіації розмірів зерен WC під час визначення деформаційних характеристик твердих сплавів WC-Co. Розроблено теоретичний метод побудови діаграм деформування твердих сплавів WC-Co стосовно розтягування та стискування, що враховує об'ємні концентрації, пружні моделі та коефіцієнти теплового розширення фаз, залишкові термічні мікронапруження, деформаційні характеристики фаз на участках зміцнення, середні розміри кобальтових прошарків і карбідних зерен, дисперсію розмірів карбідних зерен та їх коефіцієнт суміжності. За результатами порівняння з експериментом доведено адекватність розробленої теоретичної моделі реальним процесам деформування в сплавах WC-Co за умов відсутності пошкоджень мікроструктури. Виявлено суттєвий вплив залишкових термонапружень на умовні межі плинності у разі розтягування та стискування. Збільшення рівня залишкових термонаружень призводить до підвищення умовних меж плинності під час розтягування та суттєво зменшує їх у разі стискування.

Проаналізовано особливості металокерамічних сплавів за дії квітації. Визначено залежність стійкості сплавів від вмісту кобальту. Розкрито взаємозв'язок між кавітаційною стійкістю і мікротвердістю для висококобальтових сплавів. Увагу приділено ерозії сплавів у разі навантаження ударами крапель води.