Механическое легирование

Механическое легирование ( MA ) - это метод твердотельной и порошковой обработки, включающий повторную холодную сварку, разрушение и повторную сварку смешанных частиц порошка в высокоэнергетической шаровой мельнице для получения однородного материала. Первоначально разработанный для производства суперсплавов на основе никеля и железа с оксидно-дисперсионным упрочнением (ОРВ) для применения в аэрокосмической промышленности, МА теперь может синтезировать множество равновесных и неравновесных фаз сплава, начиная со смешанных элементарных или предварительно легированные порошки. Синтезированные неравновесные фазы включают пересыщенные твердые растворы, метастабильные кристаллические и квазикристаллические фазы, наноструктуры и аморфные сплавы. Следует избегать загрязнения порошком.

Легирование при высокоэнергетическом фрезеровании.

• 1 Металлические смеси
• 2 Дизайн
• 3 Процесс
• 4 фрезерование
• 5 ссылки
• 6 Внешние ссылки

Механическое легирование сродни обработке металлического порошка, при которой металлы могут быть смешаны для производства суперсплавов. Механическое легирование происходит в три этапа. Сначала материалы сплава объединяются в шаровой мельнице и измельчаются до мелкого порошка. Горячего прессования изостатического процесс (ХИП) затем наносят одновременно сжимать и спеканием порошка. Заключительная стадия термообработки помогает снять существующие внутренние напряжения, возникающие во время любого холодного прессования, которое могло быть использовано. Таким образом получается сплав, подходящий для высокотемпературных лопаток турбин и компонентов аэрокосмической отрасли.

Конструктивные параметры включают тип мельницы, емкость для измельчения, скорость измельчения, время измельчения, тип, размер и распределение мелющей среды по размерам, весовое соотношение шарика и порошка, степень заполнения пузырька, атмосферу измельчения, агент управления процессом, температуру. помола и реакционной способности вида.

Процесс механического легирования предполагает получение композитных частиц порошка путем:

1. Использование высокоэнергетической мельницы для улучшения пластической деформации, необходимой для холодной сварки, и сокращения времени процесса
2. Использование смеси порошков элементарного и лигатуры (последний для снижения активности элемента, поскольку известно, что активность в сплаве или соединении может быть на порядки меньше, чем в чистом металле)
3. Отказ от использования поверхностно-активных веществ, которые производили бы мелкодисперсный пирофорный порошок, а также загрязняли бы порошок.
4. Основываясь на постоянном взаимодействии между сваркой и разрушением, чтобы получить порошок с улучшенной внутренней структурой, типичной для очень мелких порошков, обычно получаемых, но имеющий общий размер частиц, который был относительно крупным и, следовательно, стабильным.

Узкий гранулометрический состав.

Во время измельчения с высокой энергией частицы порошка многократно сплющиваются, свариваются в холодном состоянии, ломаются и повторно свариваются. Каждый раз, когда два стальных шара сталкиваются, между ними остается некоторое количество порошка. Обычно во время каждого столкновения захватывается около 1000 частиц с совокупной массой около 0,2 мг. Сила удара пластически деформирует частицы порошка, что приводит к деформационному упрочнению и разрушению. Созданные таким образом новые поверхности позволяют частицам свариваться; это приводит к увеличению размера частиц. Поскольку на ранних стадиях измельчения частицы мягкие (при использовании комбинации пластично-пластичных или пластично-хрупких материалов), их тенденция к свариванию и образованию крупных частиц высока. Развивается широкий диапазон размеров частиц, некоторые из которых в три раза больше, чем исходные частицы. Композиционные частицы на этой стадии имеют характерную слоистую структуру, состоящую из различных комбинаций исходных компонентов. При продолжающейся деформации частицы деформируются и разрушаются в результате усталостного разрушения и / или фрагментации хрупких хлопьев.

1. Bhadeshia, HKDH Рекристаллизация практических механически легированных суперсплавов на основе железа и никеля, Mater. Sci. Англ. А223, 64–77 (1997)

2. П. Р. Сони, Механическое легирование: основы и приложения, Cambridge Int Science Publishing, 2000 - Наука - 151 страница.

• Механическое легирование, исчерпывающая информация Кембриджского университета.