Celem badań było wytworzenie spieków z proszku żelaza NC 100,24 i proszków stopowanych: Astaloy Mo (Fe-1,5% Mo) oraz Distaloy SA (Fe-1,75% Ni-1,5% Cu-0,5% Mo) z dodatkiem proszku boru (0,2%, 0,4% i 0,6%) oraz przeanalizowanie wpływu dodatku boru na kształtowanie mikrostruktury oraz właściwości wytrzymałościowych i sprężystych badanych materiałów. Materiały z proszku żelaza NC 100,24 i z proszków stopowanych Astaloy Mo i Distaloy SA modyfikowanych proszkiem boru otrzymano w wyniku mieszania proszków, prasowania pod ciśnieniem p=600 MPa i spiekania przy temperaturze 1200°C, w czasie 60 minut, w atmosferze wodoru. W toku eksperymentów przeprowadzono badania gęstości, twardości, właściwości wytrzymałościowych i sprężystych spieków modyfikowanych borem jak również przeprowadzono szczegółową analizę mikrostruktury próbek wykorzystując metody mikroskopii optycznej, skaningowej oraz analizy fazowej. W przypadku proszku Distaloy SA analizowano procesy spiekania z zastosowaniem różnych frakcji ziarnowych tego proszku zarówno z dodatkiem boru, jak i bez dodatku boru. Dokonano także analizy porównawczej wpływu dodatku proszku boru, borku niklu NiB i borku żelaza Fe2B na zmiany zachodzące w mikrostrukturze i właściwościach mechanicznych spieków z proszku Distaloy SA. W celu zweryfikowania wyników eksperymentalnych, szczególnie analizy procesu spiekania próbek z proszku Distaloy SA z dodatkiem boru oraz kształtowania określonej mikrostruktury badanych spieków dokonano analizy termodynamicznej równowagi faz w układzie Fe-Ni-Mo-Cu-B. W toku badań stwierdzono, że dodatek boru aktywizuje proces spiekania poprzez tworzenie fazy ciekłej, w wyniku reakcji pomiędzy pierwiastkami osnowy (Fe, Mo, Ni) a borkami (Fe, Mo, Ni)2B i w rezultacie podwyższa stopień zagęszczenia oraz właściwości mechaniczne badanych spieków. Najwyższy stopień zagęszczenia oraz najwyższe właściwości mechaniczne uzyskano w przypadku spieków z proszku Distaloy SA. Udowodniono, że skład chemiczny proszków Distaloy SA pozwala na osiągnięcie znacznie wyższych wartości właściwości mechanicznych w spiekach o niższej zawartości boru, niż to ma miejsce w spiekach Astaloy Mo modyfikowanych borem. Ponadto, stosując drobniejsze frakcje ziarnowe proszku Distaloy SA (40÷56 μm), uzyskuje się wyższy stopień zagęszczenia spieków już przy niższych zawartościach boru (0,4%).
Wydawnictwa nie prowadzą sprzedaży książek z serii "Rozprawy Monografie". Zainteresowanych prosimy o kontakt z ich autorami.
- Spis treści
-
Streszczenie 11
Summary 12
1. Wstęp 13
2. Procesy spiekania proszków 16
2.1. Spiekanie w fazie stałej 18
2.2. Spiekanie z udziałem fazy ciekłej 22
3. Rozwój procesów spiekania proszków na bazie żelaza z udziałem fazy ciekłej 28
3.1. Spiekanie proszków Fe-Cu 28
3.2. Spiekanie proszków Fe-P 32
3.3. Spiekanie proszków Fe-B 34
3.3.1. Układ Fe-B 34
3.3.2. Badania procesu spiekania w układzie Fe-B 35
3.3.3. Model spiekania kompozytów Fe-Fe2B 40
4. Procesy spiekania proszków stopowanych modyfikowanych proszkiem boru 43
5. Krytyczna ocena stanu zagadnienia. Cel i teza pracy 56
6. Materiały stosowane w eksperymentach 61
7. Przebieg eksperymentów 64
7.1. Przygotowanie mieszanek proszków 64
7.2. Prasowanie proszków 65
7.3. Badania dylatometryczne 66
7.4. Spiekanie wyprasek 66
8. Metodyka badań 67
8.1. Badania gęstości 67
8.2. Badania twardości 67
8.3. Badania właściwości sprężystych 67
8.4. Badania właściwości mechanicznych 69
8.5. Badania struktury spieków 70
8.6. Analiza składu fazowego 70
9. Wyniki eksperymentów i ich interpretacja 71
9.1. Badania dylatometryczne spieków z proszków stopowanych modyfikowanych borem 71
9.2. Wpływ boru na gęstość, twardość, właściwości sprężyste i wytrzymałościowe spieków z proszku żelaza NC 100,24 oraz proszków stopowanych Astaloy Mo i Distaloy SA 75
9.2.1. Wpływ boru na podwyższenie stopnia zagęszczania spieków z proszku żelaza NC 100,24 oraz proszków stopowanych Astaloy Mo i Distaloy SA 75
9.2.2. Wpływ boru na podwyższenie twardości spieków z proszku żelaza NC 100,24 oraz proszków stopowanych Astaloy Mo i Distaloy SA 81
9.2.3. Wpływ boru na właściwości sprężyste spieków z proszku żelaza NC 100,24 oraz proszków stopowanych Astaloy Mo i Distaloy SA 84
9.2.4. Wpływ boru na właściwości mechaniczne spieków z proszku żelaza NC 100,24 oraz proszków stopowanych Astaloy Mo i Distaloy SA 90
9.3. Wpływ boru na procesy spiekania i zmiany w mikrostrukturze próbek z proszku żelaza NC 100,24 oraz proszków stopowanych Astaloy Mo i Distaloy SA 99
9.4. Zjawisko występowania zagęszczonej warstwy na powierzchni spieków z proszku stopowanego Distaloy SA modyfikowanego borem 122
9.5. Wpływ składu chemicznego proszków stopowanych na kształtowanie właściwości mechanicznych oraz mikrostruktury spieków Astaloy Mo i Distaloy SA modyfikowanych borem. Analiza porównawcza 126
9.6. Analiza termodynamiczna równowagi faz w układzie Fe-Ni-Mo-Cu-B 132
9.7. Wpływ składu ziarnowego proszku na właściwości i mikrostrukturę spieków Distaloy SA z dodatkiem boru 145
9.7.1. Wpływ składu ziarnowego proszku na gęstość spieków Distaloy SA modyfikowanych borem 146
9.7.2. Wpływ składu ziarnowego proszku na twardość spieków Distaloy SA modyfikowanych borem 164
9.7.3. Wpływ składu ziarnowego proszku na mikrostrukturę spieków Distaloy SA modyfikowanych borem 171
10. Podsumowanie i wnioski 180
Literatura 183