Определение прочности при изгибе и при растяжении низколегированных порошковых сталей с нанодобавками

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

Методика определения предела прочности при изгибе и растяжении образцов описана в пунктах 2.3.6.

На рисунке 4.4 представлена зависимость предела прочности на изгиб от содержания Ni и NiO спеченных образцов стали СП80Н4Д2М.

Рис.4.4 - Зависимость прочности низколегированной стали СП80Н4Д2М на изгиб от содержания наноразмерных добавок Ni и NiO

При увеличении содержания Ni и №О прочность стали возрастает, что связано с повышением степени легированности основы порошковых сталей и

уменьшением пористости.

Прочность на растяжение также повышается с увеличением содержания наноразмерных добавок. Максимальное значение предела прочности на растяжения у стали СП80Н4Д2М составляет 750МПа (рисунки 4.5 и 4.6).

Рисунок 4.5 - Зависимость предела прочности низколегированной стали

СП80Н4Д2М на растяжение от содержания наноразмерных добавок Ni и NiO

С увеличением давления формования прочность на растяжение возрастает у стали СП80Н4Д2М с наноразмерным оксидом никеля и при давлении 900 МПа достигает 740 МПа. Введение наноразмерных добавок увеличивает прочность на растяжение в 1,5 раза (рисунок 4.6).

Рисунок 4.6 - Зависимость прочности на растяжение с низколегированной тали СП80Н4Д2М от давления формования и нанодобавок Ni и NiO 1 мас.%

Введение наноразмерных добавок в порошковую низколегированную сталь СП50ХНМ приводит к увеличению предела прочности на изгиб.

4.7.

Максимальная прочность при введении нано-оксида никеля наблюдается у образцов при содержании 2 мас.% и достигает 740 МПа, причем прочность на изгиб монотонно увеличивалась от содержания NiO- нано рисунок 4.7.

Изменение характера диффузионных процессов при введении наноразмерных порошков приводит к изменению физических свойств низколегированной порошковой стали СП50ХНМ. Данные изменения наблюдаются при введении 0,5 и 1 мас.% нано-никеля и нанопорошка оксида никеля во всем диапозоне.

При введении наноразмерных частиц наблюдается полная гомогенизация при спекании в результате восстановления оксида никеля и в

дальнейшей взаимной диффузии в объеме порошковой детали. Это приводит к повышенной гомогенизации всей заготовки и высоким механическим свойствам по сравнению с материалами без нанодобавок.

Рисунок 4.7 - Зависимость прочности низколегированной стали СП50ХНМ

на изгиб от содержания наноразмерных добавок Ni и NiO

С увеличением давления формования прочность на изгиб возрастает (рисунок 4.8). Введение наноразмерных добавок увеличивает прочность на изгиб в 1,5 раза.

Рисунок 4.8 - Зависимость прочности на изгиб низколегированной стали СП50ХНМ от давления формования и нанодобавок Ni и NiO 1 мас.%

Из данных на рисунке 4.9-4.10 видно, что прочность на растяжение имеет такую же зависимость как и прочность на изгиб. Прочность порошковой легированной стали СП50ХНМ с нанодобавкми выше, чем данной стали без нанодобавки. Максимальное значение предела прочности на растяжение о_в= 800 МПа.

Рисунок 4.9 - Зависимость предела прочности низколегированной стали

СП50ХНМ на растяжение от содержания наноразмерных добавок Ni и NiO

Рисунок 4.10 - Зависимость прочности на изгиб низколегированной стали

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

С увеличением давления формования прочность стали СП50ХНМ на растяжение возрастает. Введение наноразмерных добавок увеличивает прочность на растяжение в 2,5 раза.

4.3.