III Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2011

Для  создания  твердых сплавов  наибольшее техническое значение имеют карбиды d -металлов, которые хрупки, не обладают хорошей пластичностью, в связи с чем, их легируют пластичными металлами, в частности, никелем, являющимся основой жаропрочных сплавов.

Исследование  совместного влияния  карбидов  переходных металлов IV - V  групп   на  твердость  никеля  проводили  методом  планирования эксперимента, позволяющим получить корректные математические модели, обладающие хорошей прогностической способностью.    Впервые  получены и исследованы сплавы систем Ni - NbC - HfC  (9 сплавов), Ni - NbC - ZrC  (9 сплавов) комплексом  методов: локальным рентгеноспектральным, измерением твердости по Виккерсу.

Составы сплавов были выбраны из области твердого раствора на основе никеля, легированного добавками карбидов переходных металлов  с целью установления совместного влияния их на твердость металла.

В системе   Ni - NbC - HfC  получены результаты для бинарных систем: рассмотрено изменения твердости сплавов в зависимость от содержания карбидов и никеля. 

Максимум твердости  в  двойной системе      Ni - NbC    получен при содержании: 91 мол. %   Ni    (Н_v = 547 кг/мм²);  2 - 5  мол. %  NbC  (Н_v = 505 - 506 кг/мм²).

Для никеля   изменение твердости имеет плавно понижающуюся зависимость: от  Н_v = 547 кг/мм²  (91 мол. % Ni)  до Н_v = 501 кг/мм² ( 95 мол.% Ni). 

Для  карбида  ниобия   кривая   твердости   имеет параболическую зависимость  с понижением твердости до Н_v =475  кг/мм² (8 мол. %  NbC).

Анализ экспериментальных данных показал, что наилучшими значениями  твердости обладают сплавы системы  Ni - ZrC - NbC с содержанием никеля от 88-91мол. %  и  карбида ниобия  6,25 - 9,50 мол. %   (Н_v  = 480 кг/мм²).  Добавки карбида циркония   в интервале  4,0 - 5,5 мол. %  стабилизируют  твердость  указанных сплавов.