УДК 539.533:549.51/.53

С. Н. Дуб^1, *, Р. П. Явецкий², В. А. Белоус³, Е. Ф. Долженкова², Г. Н. Толмачева³, О. Ц. Сидлецкий^4
1Институт сверхтвердых материалов им. В. Н. Бакуля НАН Украины, г. Киев, Украина
²Институт монокристаллов НАН Украины, г. Харьков, Украина
³Национальный научный центр “Харьковский физико-технический институт” НАН Украины, г. Харьков, Украина
⁴Институт сцинтилляционных материалов НАН Украины
*lz@ism.kiev.ua, sergey-dub@bigmir.net

Зарождение пластического течения при нанодеформировании алюмоиттриевого граната Y₃Al₅O₁₂ (стр. 3–11)

Методом наноиндентирования в режиме непрерывного контроля жесткости контакта исследовано зарождение пластического течения при нанодеформировании алюмоиттриевого граната (АИГ) с низкой (монокристалла (111) АИГ после отжига при температуре 1300 °С) и высокой (поликристаллического АИГ с размером зерна ~ 20 мкм после механической полировки) плотностью дислокаций. Для образца с высокой плотностью дислокаций наблюдали плавный упругопластический переход в наноконтакте в результате движения и размножения уже существующих в образце дислокаций. Для монокристалла (111) АИГ после отжига при температуре 1300 °С наблюдали резкий упругопластический переход (pop-in), вызванный гомогенным зарождением дислокаций в области под контактом.

Ключевые слова: наноиндентирование, алюмоиттриевый гранат, зарождение пластического течения, теоретическая прочность на сдвиг.

 

УДК 544.146.5:621.921.34

В. Я. Забуга¹, Г. Г. Цапюк^1, *, Т. О. Куриляк², О. О. Бочечка^2, **
¹Національний університет ім. Тараса Шевченка, м. Київ, Україна
²Інститут надтвердих матеріалів им. В. М. Бакуля НАН України, м. Київ, Україна
*tsapyuk@ukr.net
**bochechka@ism.kiev.ua

Кінетика окиснення нанопорошку алмазу, модифікованого вольфрамом методом хімічної адсорбції з розчину (стр. 12–18)

Досліджено кінетику окиснення нанопорошку алмазу статичного синтезу АСМ5 0,1/0 в присутності вольфраму в кількостях 1 і 5 % (за масою), що вводили в зразок змочуванням його водним розчином (NH₄)₂WO₄. Встановлено, що при хімічній модифікації нанопорошку алмазу вольфрамом методом адсорбції з розчину проявляється інгібуюча дія вольфраму на процес окиснення алмазу. Це узгоджується з запропонованою кінетичною схемою реакції, яка містить стадію взаємодії алмазу з газоподібним оксидом вольфраму.

Ключові слова:кінетика окиснення, алмаз, оксид вольфраму, нанопорошок.

  

УДК 666.762.856

В. Ф. Горбань^1, *, А. А. Андреев², Л. Р. Шагинян¹, С. А. Фирстов¹, М. В. Карпец¹, Н. И. Даниленко^1
1Институт проблем материаловедения НАН Украины им. И. Н. Францевича, г. Київ, Україна
²Национальный научный центр “Харьковский физико-технический институт” НАН Украины, г. Харьков, Украина
*gvf@ipms.kiev.ua

Высокоэнтропийные покрытия – структура и свойства (стр. 19–36)

Исследованы полученные различными методами напыления металлические и нитридные покрытия из высокоэнтропийных сплавов (ВЕС) с различным фазовым составом. Показано, что для высокоэнтропийных покрытий характерно наличие наноструктурного состояния, которое, наряду с кластерным строением, обеспечивает для металлических покрытий твердость ~ 10–19 ГПа; для нитридных покрытий характерны значения твердости равные 50–60 ГПа и приведенного модуля упругости – более 300 МПа. Отношение параметров решеток, определенных экспериментально, к параметру решетки самого тугоплавкого металла в ВЕС отражает уровень модуля упругости по отношению к теоретически возможному как в литых ВЕС, так и металлических покрытиях на их основе.

Ключевые слова: высокоэнтропийные сплавы, покрытия, фазовый состав, параметр решетки, твердость, приведенный модуль упругости.

 

УДК 669.295.539.121.537.534

В. М. Береснев¹, О. В. Соболь², А. А. Андреев³, В. Ф. Горбань⁴, С. А. Клименко^5, *, С. В. Литовченко¹, Д. В. Ковтеба³, А. А. Мейлехов², А. А. Постельник², У. С. Немченко¹, В. Ю. Новиков⁶, Б. А. Мазилин^1
1Харьковский национальный университет им. В. Н. Каразина, г. Харьков, Украина
²Национальный технический университет “Харьковский политехнический институт”, г. Харьков, Украина
³Национальный научный центр “Харьковский физико-технический институт” НАН Украины, г. Харьков, Украина
⁴Институт проблем материаловедения им. И. Н. Францевича НАН Украины, г. Киев, Украина
⁵Институт сверхтвердых материалов им. В. Н. Бакуля НАН Украины, г. Киев, Украина
⁶Белгородский национальный государственный исследовательский университет, г. Белгород, Россия
*atmu@meta.ua

Формирование сверхтвердого состояния вакуумно-дугового высокоэнтропийного покрытия TiZrHfNbTaYN (стр. 37–46)

Проведены комплексные исследования формирования сверхтвердого состояния в вакуумно-дуговом высокоэнтропийном покрытии TiZrHfNbTaYN. Установлены закономерности реализации триады состав–структура–физико-механические свойства в зависимости от подаваемого потенциала смещения U_b. Показано, что увеличение U_b при нанесении покрытия приводит к уменьшению относительного содержания легкой (Ti) и повышению тяжелой (Ta, Hf) металлических составляющих, что определяется радиационно-стимулированными процессами в приповерхностной области при осаждении. Установлено формирование однофазного состояния (на базе ГЦК-металли­ческой решетки) в диапазоне U_b от –50 до –250 В и выявлена преимущественная ориентация кристаллитов с осью [111], перпендикулярной плоскости роста. Повышение степени совершенства текстуры с осью [111] с увеличением U_b сопровождается увеличением твердости покрытия, что позволяет при U_b = –250 В достичь сверхтвердого (H = 40,2 ГПа) состояния.

Ключевые слова: высокоэнтропийное покрытие, потенциал смещения, состав, структура, свойства, текстура, сверхтвердое состояние.

  

UDC 536.722:621.762

Delong Xie*, Leyin Xiao, Feng Lin, Xiaoyi Pan, Yu Su, Xiaohu Fang, Haiqing Qin, Chao Chen
Guangxi Key Laboratory of Superhard Materials, Chinese National Engineering Research Center for Special Mineral Materials, China Nonferrous Metal Geology and Mining Co, Ltd, Guilin, China
*xiedelonghn@foxmail.com

Thermal analysis of FeCoCu pre-alloyed powders used for diamond tools (стр. 47–56)

By simulating the pressureless sintering process, the thermal effects of FeCoCu pre-alloyed powders have been investigated. According to the notions of the Kissinger method, the activation energies in the expansion-shrinkage conversion stage are analyzed. Results show that with Fe content increasing, the specimens’ specific heat capacity values present the increasing trend. The 25 %Fe–15 %Co–60 %Cu specimens have negative enthalpy value at 10 and 20°C/min heating rate but positive values at 30 °С/min. For the specimens with lower Cu content, the enthalpies are always positive. It is established that both the specific heat capacity and enthalpy are larger when at higher heating rates. The activation energy of the 65 %Fe–15 %Co–20 %Cu specimens is 10 times higher than that of the 25 %Fe–15 %Co–60 %Cu specimens and the 45 %Fe–15 %Co–40 %Cu specimens.

Keywords: pre-alloyed powder, specific heat capacity, enthalpy, activation energy.

  

UDC 669.27:620.191

Ding Chen^{1, *}, Liang Yao¹, Zhenhua Chen^{1, 2}, Huiping Wang^{2, 3}, Wen Peng^{2, 3
1}College of Materials Science and Engineering, Hunan University, Changsha, China
²State Key Laboratory of Cemented carbide, Zhuzhou, China
³ZhuZhou Cemented Carbide Group Co., LTD, Zhuzhou, China
*chending@hnu.edu.cn

Investigation on the static fatigue mechanism and effect of specimen thickness on the static fatigue lifetime in WC–Co cemented carbides (стр. 57–67)

The static fatigue mechanism and effect of specimen thickness on static fatigue lifetime for four WC–Co cemented carbides were studied with different binder contents and carbide grain sizes. Static fatigue tests under three-point bend loading were conducted on different sized specimens. The fracture surfaces of rupture specimens were examined by scanning electron microscopy to investigate the static fatigue micromechanisms. Experimental results show that microcracks nucleate from defects or inhomogeneities and the connection of microcracks produces a main crack. The main crack propagates rapidly, resulting in the fracture of specimens. The extension of static fatigue lifetime with the increase of specimen thickness is due to the decrease of plastic zone size near the crack tip and relevant energy change during the crack growth. The effect of specimen thickness on static fatigue lifetime is much greater for cemented carbides with larger WC grain size or higher cobalt content, which is attributed to operative toughening mechanisms.

Keywords: cemented carbides; static fatigue; size effect; microstructure.

 

УДК 669.018.25

І. В. Андреєв*, І. О. Гнатенко, С. О. Лисовенко, В. Г. Гаргін
Інститут надтвердих матеріалів ім. В. Н. Бакуля НАН України, г. Київ, Україна
*aigor@i.ua

Вплив високого тиску і температури на структуру та властивості твердого сплаву WC–6Co (стр. 68–73)

Наведено результати досліджень баротермічної обробки твердого сплаву WC–6Co при високому (7 ГПа) тиску. Показано, що така обробка твердого сплаву призводить до погіршення основних фізико-механічних характеристик, зокрема міцності під час стику і коерцитивної сили, що обумовлено збільшенням кількості дефектів у структурі карбідної фази твердого сплаву.

Ключові слова: твердий сплав, спікання, високий тиск, фізико-механічні властивості.

  

УДК 621.941

Л. Н. Девин*, Н. Е. Стахнив, Ю. А. Мельнийчук
Институт сверхтвердых материалов им. В. Н. Бакуля НАН Украины, г. Киев, Украина
*ldevin@ism.kiev.ua

Влияние шероховатости режущих пластин из композита алмаз–карбид вольфрама на силы резания и качество обработки при точении сплавов алюминия и латуни (стр. 74–81)

Исследовано влияние шероховатости передней поверхности режущих пластин из нанокомпозита алмаз–карбид вольфрама на силы резания, вибрации и качество поверхности при чистовой обработке сплавов алюминия и латуни. Обоснованы оптимальные режимы резания для получения поверхностей с минимальной шероховатостью и волнистостью.

Ключевые слова: нанокомпозит, алмаз, карбид вольфрама, силы резания, вибрации, шероховатость, волнистость.

  

УДК 621.923: 621.891

В. І. Лавріненко^1, *, В. Ю. Солод^2, **
Інститут надтвердих матеріалів ім. В. М. Бакуля НАН України, м. Київ, Україна
Дніпровський державний технічний університет МОН України, м. Кам’янське, Україна
*lavrinenko@ism.kiev.ua
**v_solod@ukr.net

Процес абразивної обробки як фрикційна взаємодія різнородних матеріалів (стр. 82–882)

Проведено оцінювання частки енергії тертя в абразивному процесі для різних оброблюваних інструментальних матеріалів і запропоновано шляхи зменшення тертя при шліфуванні кругами з надтвердих матеріалів, насамперед зменшення тертя на поверхні зв’язки кругів з НТМ.

Ключові слова: абразивна обробка, фрикційна взаємодія, круги з надтвердих матеріалів, зв’язка кругу.

  

УДК 666.233

В. Ю. Долматов
ФГУП СКТБ “Технолог”, г. Санкт-Петербург, Россия
diamondcentre@mail.ru

Содержание примесных элементов в алмазной шихте и детонационных наноалмазах после азотнокислой очистки (стр. 89–102)

Исследовано влияние состава оболочки заряда взрывчатого вещества и его модификации различными соединениями на выход ДНА, АШ, содержание примесей и их элементный состав. При соответствующем подборе соединений можно увеличить выход АШ до 18,6 % (по массе), а ДНА – до 7,6 % (по массе); снизить количество примесей в АШ до 0,23 % (по массе), а в ДНА – до 0,3 % (по массе). Содержание фосфора в АШ доводили до 0,665 % (по массе), а в ДНА – до 0,244 % (по массе); содержание бора доводили до 0,96 % (по массе) в АШ, а в ДНА – до 0,472 % (по массе).

Ключевые слова: детонационный синтез, детонационные наноалмазы, ДНА, алмазная шихта, АШ, несгораемые примеси, бронировка (оболочка) заряда, допирование наноалмазов, элементный состав примесей.