ОСОБЛИВОСТІ РУЙНУВАННЯ СПЕЧЕНОЇ НИЗЬКОЛЕГОВАНОЇ СТАЛІ, ОТРИМАНОЇ ІНЖЕКЦІЙНИМ ЛИТТЯМ З ПОРОШКІВ

Анотація

Під час виготовлення спечених сталей за технологією інжекційного лиття порошку важко уникнути типових мікроструктурних дефектів, таких як пори та їх агломерація, гетерогенність фазової структури, границі між різними фазами. Такі неоднорідності завжди призводять до утворення, росту та поширення тріщини під час механічних навантажень спечених матеріалів. Траєкторія руху тріщини та протидія зламу пов’язані з комплексною неоднорідною структурою, яка включає в себе ферит, цементит, мартенсит, пори та слабкі поверхні розподілу. Встановлено, що зі збільшенням часу витримки при спіканні відбувається стрімкий ріст зерна металу, що призводить до крихкого руйнування зразків. Подальша термообробка дозволяє значно зменшити розмір зерен та змінити характер руйнування на в’язкий. Метод багатоциклічного спікання низьколегованої сталі з матеріалу “Catamold 8740” дозволяє значно підвищити ударну в’язкість зразків з надрізом (з 7,55 до 13,95 Дж/см²). Підвищення щільності зразків та зменшення кількості концентраторів напружень позитивно впливає на властивість матеріалу протидіяти ударним навантаженням. Так, зі збільшенням щільності заготовок після шостого циклу спікання на 2,5% ударна в’язкість зростає в 1,8 разів. Встановлено, що зі збільшенням числа циклів спікання розмір ямок в’язкого руйнування помітно зростає, у той же час приріст ударної в’язкості та щільності спеченого матеріалу поступово зменшується. Сумарна тривалість спікання призводить до значного росту розміру зерен (що, у свою чергу, гальмує заліковування пор) та збільшення щільності зразків. Рентгеноструктурним і спектральним аналізом виявлено додаткові фази після спікання та термообробки. Із підвищенням температури спікання та при застосуванні термічної обробки більш чітко проявляються додаткові карбідні і оксидні дрібнокристалічні фази. Присутність у спеченій сталі сторонніх крихких включень, поряд із залишковою пористістю, зумовлюють зниження динамічних характеристик матеріалу.