• Українська
  • English
  • Русский
ISSN 2664-2441 (Online)
ISSN 2073-9583 (Print)

Растровая электронная микроскопия при исследовании структур эвтектических сплавов железа и хрома с тугоплавкими боридами

Metalozn. obrobka met., 2019, vol. 25, 4(92), 26-37
https://doi.org/10.15407/mom2019.04.026

В.Е. Панарин, доктор технических наук, старший научный сотрудник, заведующий лабораторией технологии сплавов, skywork@imp.kiev.ua

Институт металлофизики им. Г.В. Курдюмова НАН Украины, Киев

УДК. 669.017- 15`296`296+15`781`297+26`297`296+26`781297+26`296`781
Скачать: PDF

Резюме

В работе проведен сравнительный анализ возможностей традиционного метода металлографического анализа структуры металлов и сплавов и топографического анализа поверхности сильно протравленных сплавов, из которых химическим методом удалено одну из составляющих (например, металлическую) структуры. Указываются потенциальные возможности растровой электронной микроскопии в режиме вторичных электронов благодаря высокому разрешению и глубине резкости. Показано, что применение обоих методов дополняет друг друга и существенно увеличивает информацию о реальной структуре кристаллов фаз, входящих в состав сплава. На примере исследованных сплавов на основе железа и хрома с тугоплавкими боридами продемонстрированы возможности сочетания обоих методов исследования структуры для раскрытия механизма кристаллизации сплавов эвтектических систем и прогнозирования их свойств. Из анализа структур литых сплавов рассмотренных эвтектических систем установлено изменение механизма кристаллизации, в зависимости от скорости охлаждения, с кооперативного роста составляющих эвтектики на независимый рост с формированием структуры тонкого конгломерата фаз. Приводятся реальные формы эвтектических кристаллов боридов, их связь между собой в сплаве с образованием несущего каркаса боридных фаз в эвтектических колониях, что позволяет рассматривать такие эвтектики как композиционные материалы, а в дальнейшем, предсказывать их поведение в реальных условиях эксплуатации. Работа представляет интерес, как для разработчиков новых составов сплавов, так и для теории кристаллизации, а также для использования в учебном процессе в курсах по материаловедению.
Ключевые слова: структура сплавов, растровая электронная микроскопия, эвтектики, механизм кристаллизации.

Литература

  1. Коваленко В.С. Металлографические реактивы. Справочник. 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Металлургия, 1981. – 120 с.
  2. Колачев Б.А., Елагин В.И., Ливанов В.А. Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов. Учебник для вузов. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: МИСИС, 1999. – 416 с.
  3. Таран Ю.Н., Мазур В.И. Структура эвтектических сплавов. Монография. –М.: Металлургия, 1978. – 312 с.
  4. Справочник «Металловедение и термическая обработка стали». В 3-х томах. – Т. 2 «Основы термической обработки». Строение сплавов железо-углерод. / Ю. Н. Таран-Жовнир. – М.: Металлургия. 1983. – 368с.
  5. Панарин В.Е. Строение и свойства сплавов железа с тугоплавкими боридами. Кандидатская диссертация на соискание ученой степени к.т.н. по специальности 05.16.01 – металловедение и термическая обработка металлов.  – К.: ИМФ АН УССР,1980 – 200с.
  6. Панарін В.Є., Катерленко В.В., Іващенко Є.В. Дослідження структури заевтектичних сплавів системи Fe-CrB2 // Матеріали ХІ Міжнародної конференція студентів, аспірантів та молодих вчених «Фізико-матеріалознавчі дослідження та комп’ютерне конструювання матеріалів». – К.: НТУ «КПІ ім. І. Сікорського», 2018. – С.72-73.
  7. Панарин В.Е., Иващенко Е.В.,  Мангушева В.В., Нечипоренко В.И. Закономерности структурообразования в порошке эвтектического сплава на основе железа с фазами внедрения при распылении струей инертного газа.  // Матеріали конференції «Матеріали для роботи в екстремальних умовах – 7».  – К.:  НТУУ «КПІ», 2017.
  8. Панарин В.Е. Структурные изменения в эвтектических сплавах железа, затвердевших с различными скоростями // Металловедение и обработка металлов. – 1997. – №1. – С. 20-25.
  9. Шурин А.К., Барабаш О.М., Дмитриева Г.П., Панарин В.Е., Легкая Т.Н. Строение эвтектических псевдодвойных сплавов переходных металлов с фазами внедрения // Известия Академии наук СССР. Металлы. – 1974. – № 6. – С.183-187.