Разработка научных основ создания износостойких материалов на основе механосинтезированных наноструктурных порошков системы Fe-Ni-Cr-C

В работе будет исследовано влияние легирующих элементов на процессы фазообразования, структурных изменений, происходящие при механосинтезе и последующих отжигах нанокристаллических порошков системы Fe-Ni-Cr-C составов цементита и высокоуглеродистых композитов. На основе механосинтезированных порошков будут получены компактированными различными методами образцы, исследованы их механические, электрохимические и магнитные свойства.Предполагается исследование закономерностей влияния комбинации двух легирующих элементов: карбидообразующего Cr и некарбидообразующего Ni на структурно-фазовый состав, температурную стабильность фаз, механические, магнитные, коррозийные свойства в состояниях после механосинтеза, компактирования, последующих отжигов в интервале до 800оС порошков составов:- цементита (Fe1-ХNiХ)75C25, где х =0,05; 0,10. - цементита (Fe1-Х-УNiХCrУ)75C25, где, х =0,05, 0,10; у = 0,05; 0,10.- композита: (Fe1-Х-УNiХCrУ)83C17, где х = 0,05; 0,10; у = 0,05; 0,10.1. Ожидается, что после МС в течение (12-16) час порошков состава (Fe,Ni)75С25 и (Fe,Ni,Cr)75С25 образцы будут содержать в основном нанокристаллический легированный цементит с искаженной решеткой и аморфную Fe-Ni-Cr-С фазу, количество которой будет определяться соотношением легирующих элементов. 2. Состав композита (Fe,М)83C17 или (Fe,M)51C17 + (Fe,М)32 предполагает, что в матрице, содержащей 32 ат.% (Fe,М), будет находиться 68 ат.% цементита (Fe,М)3C (4,2 мас.% С или около 60 об. % (Fe,М)3C). Здесь М = Ni, Cr – легирующие элементы. Это базовый состав композита. Ожидается, что после МС композит будет представлять собой в основном аморфную (Fe-М-C) -фазу. Планируется исследование закономерностей перераспределения легирующих элементов Ni и Cr, между цементитом и металлической матрицей в результате отжигов при температурах свыше 500оС, термическую стабильность легированного цементита в условиях композита.3. Будет проведена консолидация порошков нанокомпозитов методом импульсного магнитного прессования в вакууме. Этот метод позволяют получать объёмные композиты высокой плотности, в значительной мере сохраняя нанодисперсную структуру материалов На объемных наноструктурированных композитах будут измерены прочностные характеристики (твердость) магнитные и коррозионные свойства. 4. Будут измерены такие магнитные характеристики как начальная магнитная проницаемость и удельная намагниченность насыщения, отражающие фазовый состав, коэрцитивная сила, отражающая структурное состояние образцов. Изучение взаимосвязи между магнитными характеристиками и структурно-фазовым состоянием позволит определить принципы оперативной магнитной структуроскопии исследуемых композитов с наноразмерными структурными составляющими.Полученные результаты будут иметь как фундаментальное, так и прикладное значение. В результате проведенных исследований будут созданы научные основы для разработки технологии создания дешёвых износоустойчивых материалов на базе композитов Fe-Ni-Cr-C, представляющих собой железо-никелевую матрицу, в которой размещены выделения легированного цементита.