Бармин А.Е., Ильинский А.И., Зубков А.И

О МОДИФИЦИРУЮЩЕМ ДЕЙСТВИИ ВОЛЬФРАМА НА СТРУКТУРУ ВАКУУМНЫХ КОНДЕНСАТОВ ЖЕЛЕЗА

Национальный технический университет «Харьковский политехнический инсти- тут», г. Харьков, Украина

[e-mail]

Хорошо известно действие вольфрама как эффективного карбидообразующе- го легирующего элемента на структуру и свойства углеродистой стали [1]. Вместе с тем в литературе встречаются противоречивые данные о характере взаимодейст- вия между вольфрамом и железом, что обусловлено наличием в сталях углерода, других легирующих элементов и многочисленных плохо контролируемых приме- сей. Такой многокомпонентный состав сплава приводит к вуалированию истинной картины взаимодействия Fe-легирующий компонент. Поэтому данной проблемати- ке уделяется достаточно большое внимание [2,3] усиливающееся в последнее вре- мя, в том числе и в связи с разработкой наноструктурных материалов.

В настоящей работе были проведены исследования структуры и свойств фольг бинарной системы Fe–W получаемых испарением и совместной конденсаци- ей смесей паров железа и вольфрама на неориентирующей подложке в вакууме. Объектами исследования служили отделенные от подложки фольги толщиной ~ 30 мкм с содержанием легирующих элементов от ~ 0,1 до 0,8 ат.% [4].

Показано, что микролегирование химически чистого железа вольфрамом эф- фективно снижает величину зерна железа до нанометровой размерности.

Характер концентрационной зависимости величины зерна железной матрицы свидетельствует о модифицирующем влиянии вольфрама на железо при конденса- ции смесей их паров в вакууме. Электронно-микроскопические и рентгенодифрак- ционные исследования указывают на образование зернограничных сегрегаций вольфрама в матричном металле – железе. В исходном конденсированном наност- руктурном состоянии фольги Fe–W (~ 0,8 ат.% W) имеют высокую твердость, дос- тигающую 5 ГПа. Несмотря на высокую дисперсность зеренной структуры изучае- мые материалы обладают высоким уровнем термической стабильности и структу- ры и свойств. Так рост зерна и снижение микротвердости конденсатов Fe–W (~ 0,8 ат.% W) происходит при их нагреве выше 800°С.

Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о возможном полу- чении наноструктурных высокопрочных и термостабильных фольг и покрытий на основе железа путем модифицирования парового потока вольфрамом.

1. Гольдштейн М. И., Грачев С. В., Векслер Ю. Г. Специальные стали. Учебник для вузов. М.: Металлургия, 1985. 408 с.

2. Braunovic M.D., Howarth C.W. On the phenomenon of grain-boundary hardening in iron // J. Mater. Sci., 1974, vol. 9, pp. 809–820.

3. Liua B., ZhengY.F. Effects of alloying elements (Mn, Co, Al, W, Sn, B, C and S) on biodegradability and in vitro biocompatibility of pure iron // Acta Biomater., 2011, vol. 7, pp.1407–1420.

4. Бармин А. Е., Ильинский А. И., Зубков А. И. Субмикро- и нанокристаллические ваку- умные конденсаты (фольги) на основе железа // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології. - 2010, т. 8, № 3, с. 547—551.

Дата добавления: 2017-01-14