Определение пластичности низколегированных порошковых сталей с нанодисперсными добавками

Было проведено исследование влияния давления формования и содержания наночастиц на пластические характеристики порошковых низколегированных сталей СП80Н4Д2М и СП50ХНМ.

Малые размеры нанодисперстных частиц также способствуют

интенсификации рекристаллизационных процессов.

Если концентрация избыточных вакансий превышает 10^-4 , то возникает возможность жидкоподобного слияния частиц участвующих в спекании порошков. Возможна коагуляция агрегатов наночастиц с основными порошками смеси при определенных условиях. Нанопорошки никеля с размером частиц ≈ 70 нм могут образовывать агрегаты даже при 200 ^оС [124,125].

Коагуляция частиц во всем объеме формовки начинается одновременно и приводит к двум дополняющим друг друга процессам - зональному обособлению и уплотнению порошка. В результате чего образуется пористый каркас с минимальной поверхностной энергией системы [122, 124].

Возвращаясь к рекристаллизационным процессам, являющимся причиной появления большого количества избыточных вакансий, следует отметить, что средний размер частиц может увеличиваться на 1 - 2 порядка. Для УДП меди и никеля с 0,01 - 0,1 мкм до 0,5 - 2 мкм. Это явление зафиксировано в условиях низкотемпературного спекания при 0,1 - 0,3 Тпл. Поэтому при выбранных температурах и времени спекания возможно оплавление наночастиц и контактное плавление, что положительно сказывается на пластических свойствах порошковых легированных сталей [123-125].

Результаты исследования влияния содержания наночастиц никеля и оксида никеля на относительное удлинение при растяжении показаны на рисунках 4.11 и 4.12.

Содержание наноразмерных добавок, мас%

Рисунок 4.11 - Зависимость относительного удлинения при

растяжении стали низколегированной СП80Н4Д2М от содержания нано­никеля и оксида никеля

Содержание наноразмерных добавок, мас%

Рисунок 4.12 - Зависимость относительного удлинения при растяжении низколегированной стали СП50ХНМ от содержания нано-никеля и оксида никеля

Как видно из приведенных зависимостей с увеличением давления формования пластичность порошковых низколегированных сталей монотонно возрастает, что можно объяснить уменьшением их пористости и созданием гомогенной структуры порошковых легированных сталей.

На рисунках 4.13 и 4.14 показаны зависимости относительного удлинения при растяжении от давления формования.

Рисунок 4.13 - Зависимость относительного удлинения при растяжении

низколегированной стали СП80Н4Д2М от давления формования и нанодобавок Ni и NiO 1 мас.% низколегированной стали СП50ХНМ от давления формования и нанодобавок

Давление формования, Мпа

Рисунок 4.14 - Зависимость относительного удлинения при растяжении

Ni и NiO 1 мас.%

Из представленных зависимостей видно, что при увеличении давления формования с 200 до 900 МПа относительное удлинение порошковых низколегированных сталей СП80Н4Д2М и СП50ХНМ увеличивается, что связано с уменьшением пористости, созданием равномерной структурой.

4.4.