Open Access Open Access  Restricted Access Subscription Access

The influence of the environment on the nature and the transformation of the composition of the products into a combustion mixture Ti‒C‒xNiCr (x = 10÷40 wt %)


https://doi.org/10.17073/1683-4518-2022-8-19-24

Full Text:




Abstract

In this paper, one of the promising methods of synthesis is proposed — self-propagating high-temperature synthesis, which was used to synthesize a mixture of Ti-C-xNiCr (x = 10÷40 wt. %). The influence of the synthesis medium (argon or vacuum) and the nickel-chromium content in the initial mixture on the phase composition of the synthesized materials, the dimension of the unit crystal cell of each phase, the stoichiometry of the synthesized nickel-chromium compound was experimentally studied, the microstructure was studied, and the average grain size of titanium carbide was calculated. It has been established that the resulting material consists of two phases of titanium carbide and nickel-chromium, and with an increase in the mass fraction of the binder from 10 to 30 wt. %, the unit cell dimension of both titanium carbide and nichrome decreases. For the composition of Ti-C-40 wt. % NiCr, that parameter a increases sharply. On the example of the composition Ti-C-30 wt. % NiCr, the effect of the medium during synthesis on the grain size of titanium carbide was established. Ill. 6. Ref. 30. Tab. 3.


About the Authors

M. S. Antipov
Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения имени А.Г. Мержанова Российской академии наук (ИСМАН)
Russian Federation


P. M. Bazhin
Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения имени А.Г. Мержанова Российской академии наук (ИСМАН)
Russian Federation


A. S. Konstantinov
Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения имени А.Г. Мержанова Российской академии наук (ИСМАН)
Russian Federation


A. D. Bazhina
Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения имени А.Г. Мержанова Российской академии наук (ИСМАН)
Russian Federation


P. A. Stolin
Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения имени А.Г. Мержанова Российской академии наук (ИСМАН)
Russian Federation


References

1. Chandel, R. A review on recent developments of aluminum-based hybrid composites for automotive applications / R. Chandel, N. Sharma, S. A. Bansal // Emergent Mater. — 2021. — Vol. 4, № 5. — P. 1243-1257. https://doi.org/10.1007/s42247-021-00186-6.

2. Луц, А. Р. О возможности применения различных углеродных форм для синтеза карбида титана методом СВС в расплаве алюминия / А. Р. Луц, А. Д. Рыбаков // Современные материалы, техника и технологии. — 2019. — T. 5, № 26. — С. 87-92.

3. Амосов, А. П. Применение процесса самораспространяющегося высокотемпературного синтеза для получения композиционных керамикометаллических порошков на основе карбида титана и железа / А. П. Амосов, А. Р. Самборук, И. В. Яценко, В. В. Яценко // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Машиностроение, материаловедение. — 2018. — Т. 20, № 4. — С. 5-14. https://doi.org/10.15593/2224-9877/2018.4.01.

4. Александров, Д. В. Перспективы применения композиционных материалов в авиастроении / Д. В. Александров, С. Б. Маликов // Идеи и новации. — 2020. — Т. 8, № 3/4. — С. 160-163. https://doi.org/10.48023/2411-7943_2020_8_3_4_160.

5. Яняк, С. В. Экспериментальная оценка свойств твердых сплавов на основе карбида титана с железомолибденовой связкой / С. В. Яняк, Г. Ю. Пивень // Вестник Вологодского государственного университета. Серия : Технические науки. — 2018. — Т. 1, № 1. — С. 23-27.

6. Светлаков, В. С. Преимущества применения керметов по сравнению с твердыми сплавами при высокоскоростной обработке изделий в машиностроении / В. С. Светлаков // Молодой ученый. — 2021. — Т. 49, № 391. — С. 44-47.

7. Яняк, С. В. Режущие свойства твердых сплавов на основе карбида титана с железной связкой / С. В. Яняк, Г. Ю. Пивень // Вестник Вологодского государственного университета. Серия : Технические науки. — 2019. — Т. 3, № 5. — С. 78-81.

8. Chesnokov, A. E. Effect of the microstructure of cermet powders on the performance characteristics of thermal spray coatings / A. E. Chesnokov, A. V. Smirnov, I. S. Batraev // J. Synch. Investig. — 2019. — Vol. 13, № 4. — P. 628-634. https://doi.org/10.1134/S1027451019030248.

9. Bolelli, G. TiC-NiCr thermal spray coatings as an alternative to WC-CoCr and Cr3C2-NiCr / G. Bolelli, A. Colella, L. Lusvarghi [et al.] // Wear. — 2020. — Vol. 450/451. — Article № 203273. https://doi.org/10.1016/j.wear.2020.203273.

10. Сытченко, А. Д. Трибологические характеристики и коррозионная стойкость покрытий, полученных методами электроискрового легирования, импульсного катодно-дугового испарения и гибридной технологии с использованием электродов TiCNiCr и TiCNiCr-Dy2O3 / А. Д. Сытченко, А. Н. Шевейко, Е. А. Левашов, Ф. В. Кирюханцев-Корнеев // Известия высших учебных заведений. Цветная металлургия. — 2020. — № 2. — С. 73-79. https://doi.org/10.17073/0021-3438-2020-2-73-79.

11. Heidari, E. Ablation casting of thin-wall ductile iron / E. Heidari, S. M. A. Boutorabi, M. T. Honaramooz, J. Campbell // Int. J. Met. — 2021. — Vol. 16, № 1. — P. 166-177. https://doi.org/10.1007/s40962-021-00579-7.

12. Zhong, Q. An efficient method for iron ore sintering with high-bed layer: double-layer sintering / Q. Zhong, H. B. Liu, L. P. Xu [et al.] // J. Iron Steel. Res. Int. — 2021. — Vol. 28, № 11. — P. 1366-1374. https://doi.org/10.1007/s42243-021-00576-4.

13. Byun, J. M. Consolidation and properties of tungsten by spark plasma sintering and hot isostatic pressing / J. M. Byun, E. S. Lee, Y. J. Heo [et al.] // Int. J. Refract. Hard. Met. — 2021. — Vol. 99. — Article № 105602. https://doi.org/10.1016/j.ijrmhm.2021.105602.

14. Лапшин, О. В. Роль смешения и диспергирования в механохимическом синтезе (обзор) / О. В. Лапшин, Е. В. Болдырева, В. В. Болдырев // Журн. неорган. химии. — 2021. — Т. 66, № 3. — С. 402-424. https://doi.org/10.31857/S0044457X21030119.

15. Хлыбов, А. А. Горячее изостатическое прессование карбидосталей из стружковых отходов металлорежущего производства / А. А. Хлыбов, Е. С. Беляев, А. Д. Рябцев [и др.] // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. — 2020. — Т. 23, № 3. — С. 38-45. https://doi.org/10.22213/2413-1172-2020-3-38-45.

16. Manyanin, S. E. Ways to improve the quality of products using hot isostatic pressing / S. E. Manyanin, U. Sh. Vaxidov, K. A. Maslov// Journal of Advanced Research in Technical Science. — 2020. — Vol. 22. — P. 94-97. https://doi.org/10.26160/2474-5901-2020-22-94-97.

17. Никируй, А. Э. Время и стоимость изготовления деталей методом селективного лазерного спекания при организации прецизионного производства / А. Э. Никируй, С. В. Лымарь, П. А. Дроговоз // Современные наукоемкие технологии. — 2022. — Т. 2. — С. 72-77. https://doi.org/10.17513/snt.39040.

18. Бабенцова, Л. П. Особенности процесса селективного лазерного спекания / Л. П. Бабенцова, И. В. Анциферова // Технология машиностроения. — 2018. — Т. 5. — С. 15-19.

19. Томилин, О. Б. Получение люминофора CaTiO3:PR3+ методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза / О. Б. Томилин, Е. Е. Мурюмин, М. В. Фадин, С. Ю. Щипакин // Журн. неорган. химии. — 2022. — Т. 67, № 4. — С. 457-465. https://doi.org/10.31857/S0044457X22040195.

20. Курбаткина, В. В. Глава 11. Получение методом СВС сверхтугоплавких карбидов / В. В. Курбаткина, Е. И. Пацера, Е. А. Левашов // Технологическое горение : коллективная монография / Институт проблем химической физики РАН. — М. : Российская академия наук, 2018. — С. 258-286. https://doi.org/10.31857/S9785907036383000011.

21. Радишевская, Н. И. Синтез шпинели MgAl2O4 методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза / Н. И. Радишевская, А. Ю. Назарова, О. В. Львов [и др.] // Неорган. материалы. — 2020. — Т. 56, № 2. — С. 151-159. https://doi.org/10.31857/S0002337X2001011X.

22. Nakashima, Y. Rapid fabrication of Al4SiC4 using a self-propagating high-temperature synthesis method / Y. Nakashima, R. Kamiya, H. Hyuga, S. Hashimoto // Ceram. Int. — 2020. — Vol. 46, № 11, part B. — P. 19228-19231. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2020.04.260.

23. Resnina, N. Influence of the Ar pressure on the structure of the NiTi foams produced by self-propagating high-temperature synthesis / N. Resnina, V. Rubanik jr., V. Rubanik [et al.] // Mater. Lett. — 2021. — Vol. 299. — Article № 130047. https://doi.org/10.1016/j.matlet.2021.130047.

24. Чижиков, А. П. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез керамического материала на основе алюмомагниевой шпинели и диборида титана / А. П. Чижиков, А. С. Константинов, П. М. Бажин // Журн. неорган. химии. — 2021. — Т. 66, № 8. — С. 1002-1008. https://doi.org/10.31857/S0044457X21080031.

25. Borisov, Yu. S. Protective and functional powder coatings high-velocity air plasma spraying of (Ti,Cr)C -32 wt. % Ni clad powder / Yu. S. Borisov, A. L. Borisova, M. V. Kolomytsev [et al.] // Powder Metall. Met. Ceram. — 2017. — Vol. 56. — P. 305-315. https://doi.org/10.1007/s11106-017-9898-0.

26. Bazhin, P. M. Long-sized rods of Al2O3-SiC-TiB2 ceramic composite material obtained by SHS-extrusion: microstructure, X-ray analysis and properties / P. M. Bazhin, A. P. Chizhikov, A. M. Stolin [et al.] // Ceram. Int. — 2021. — Vol. 47, № 20. — P. 28444-28448. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2021.06.262.

27. Антипов, М. С. Металлокерамический материал на основе карбида титана для повышения стойкости шиберных затворов / М. С. Антипов, А. П. Чижиков, А. С. Константинов, П. М. Бажин // Новые огнеупоры. — 2021. — № 4. — С. 34-37. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2021-4-34-37.

28. Bazhin, P. M. Nanostructured ceramic composite rods: Synthesis, properties and application / P. M. Bazhin, E. V. Kostitsyna, A. M. Stolin [et al.] // Ceram. Int. — 2019. — Vol. 45, № 7, part A. — P. 9297-9301. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2019.01.188.

29. Антипов, М. С. Изучение температуры горения и относительной плотности металлокерамических материалов на основе карбида титана и нихрома (ПХ20Н80) в режиме СВС / М. С. Антипов, П. М. Бажин, А. Д. Бажина, А. С. Константинов // Современные твердофазные технологии: теория, практика и инновационный менеджмент : материалы XIII Международной научно-инновационной молодежной конференции, Тамбов, 11-12 ноября 2021 года. — Тамбов : Тамбовский государственный технический университет, 2021. — С. 65-67.

30. Магомедов, М. Н. Об отклонении от правила Ве-гарда при росте давления в сплавах / М. Н. Магомедов // Неорган. материалы. — 2020. — T. 56, № 9. — С. 953-958. https://doi.org/10.31857/S0002337X20090122.


Supplementary files

For citation: Antipov M.S., Bazhin P.M., Konstantinov A.S., Bazhina A.D., Stolin P.A. The influence of the environment on the nature and the transformation of the composition of the products into a combustion mixture Ti‒C‒xNiCr (x = 10÷40 wt %). NOVYE OGNEUPORY (NEW REFRACTORIES). 2022;(8):19-24. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2022-8-19-24

Views: 184

Refbacks

  • There are currently no refbacks.


ISSN 1683-4518 (Print)