ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ Л.Н. ГУМИЛЕВ АТЫНДАҒЫ ЕУРАЗИЯ ҰЛТТЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ
Студенттер мен жас ғалымдардың
«Ғылым және білім - 2014»
атты IX Халықаралық ғылыми конференциясының БАЯНДАМАЛАР ЖИНАҒЫ
СБОРНИК МАТЕРИАЛОВ
IX Международной научной конференции студентов и молодых ученых
«Наука и образование - 2014»
PROCEEDINGS
of the IX International Scientific Conference for students and young scholars
«Science and education - 2014»
2014 жыл 11 сәуір
Астана
УДК 001(063) ББК 72
Ғ 96
Ғ 96
«Ғылым және білім – 2014» атты студенттер мен жас ғалымдардың ІХ Халықаралық ғылыми конференциясы = ІХ Международная научная конференция студентов и молодых ученых «Наука и образование - 2014» = The IX International Scientific Conference for students and young scholars «Science and education - 2014».
– Астана: http://www.enu.kz/ru/nauka/nauka-i-obrazovanie/, 2014. – 5830 стр.
(қазақша, орысша, ағылшынша).
ISBN 978-9965-31-610-4
Жинаққа студенттердің, магистранттардың, докторанттардың және жас ғалымдардың жаратылыстану-техникалық және гуманитарлық ғылымдардың өзекті мәселелері бойынша баяндамалары енгізілген.
The proceedings are the papers of students, undergraduates, doctoral students and young researchers on topical issues of natural and technical sciences and humanities.
В сборник вошли доклады студентов, магистрантов, докторантов и молодых ученых по актуальным вопросам естественно-технических и гуманитарных наук.
УДК 001(063) ББК 72
ISBN 978-9965-31-610-4 © Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық
университеті, 2014
3402
УДК 621.76.002(075.8)
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ФАЗОВОГО СОСТАВА НА СВОЙСТВА ПОРОШКОВЫХ СПЛАВОВ
Могила Мария Вячеславовна [email protected]
Магистр Днепропетровского национального университета имени Олеся Гончара, Днепропетровск, Украина
Научные руководители – Мамчур С.И., Мамчур И.А.
Не смотря на постоянное распространение и развитие ресурсо – и материалосохраняющих технологий, объемы механической обработки в промышленности растут с каждым годом. Поэтому вопрос производства качественного, устойчивого,
высокопроизводительного инструмента, исследования по повышению его устойчивости и параметров резки всегда будут актуальными.
Целью данной работы есть актуальные проблемы современности – это разработка технологий повышения трудоспособности инструмента при тяжелых условиях труда и подбор материалов, которые бы удовлетворяли условиям работы и были более экономически выгодными.
Твердые сплавы относятся к числу материалов, которые благодаря своим свойствам позволяют достичь высоких давлений, скоростей и температур, имеют важное значение в повышении производительности труда.
Твердые спеченные сплавы - композиции, состоящие с твердых, достаточно
тугоплавких соединений в сочетании со значительно более легкоплавкими металлами, носят название цементирующих связующих или вспомогательных. Необходимые свойства и структура таких композиций достигаются при условии, что заранее изготовленные
тугоплавкие компоненты (например, карбиды таких металлов, как вольфрам, титан, тантал) определенного состава не расплавляются в процессе изготовления сплава. При спекании порошкообразных тугоплавких компонентов с порошками цементирующих металлов последние плавятся, растворяя иногда лишь небольшую долю твердых тугоплавких соединений.
Структура спеченных твердых сплавов гетерогенная - она состоит из частиц твердых соединений и участков цементирующих веществ. Размеры частиц твердой карбидной и более мягкой цементирующих фаз обычно достаточно малые для большинства технических сплавов равны 0,5...10 мкм . Основу твердых сплавов составляют соединения углерода, азота, бора, кремния с тугоплавкими металлами IV, V и VI групп: вольфрамом, титаном, ванадием, хромом, цирконием, ниобием, молибденом, гафнием, танталом.
Практическое применение при изготовлении спеченных твердых сплавов пока нашли только карбиды, главным образом карбиды вольфрама, титана, ниобия и тантала. Получили промышленное значения также бориды циркония, титана и силициды молибдена.
Народнохозяйственное значение применения твердых сплавов заключается также в том, что дефицитный дорогой вольфрам, который является основным компонентом большинства сплавов, в их составе дает несравненно больший эффект, чем в составе быстрорежущей стали, которая используется для обработки резанием. Так, инструментом из твердого сплава, имеет в своем составе 1кг вольфрама, можно обработать в 4...5 раз больше металла, чем инструментом из быстрорежущей стали с тем же количеством вольфрама.
Для сплавов WC-ТіС-Со зависимость предела прочности при изгибе от содержания кобальта в сплаве имеет несколько иной характер, чем для сплавов МС-Со: до некоторого содержания Со предел прочности весьма мало зависит от содержания кобальта и только выше этого предела наблюдается зависимость, характерная для сплавов WC-Со. При повышении температуры прочность твердых сплавов снижается, но характер зависимости предела
3403
прочности от содержания кобальта остается прежним, причем положение максимума смещается в сторону меньшего содержания кобальта. Для сплавов WC-ТіС-Со, для которых не наблюдается зависимости предела прочности от содержания кобальта, зависимость предела прочности от температуры весьма слабая.
Прочность твердых сплавов WC-Со значительно превышает прочность сплавов WC-ТіС-Со при одном и том же содержании кобальта в сплаве, что обусловлено наличием в сплавах WC-ТіС-Со каркаса карбида или крупных агрегатов зерен (Ті,W)С. Твердость по Виккерсу твердых сплавов значительно выше твердости инструментальных сталей и уменьшается примерно линейно с увеличением содержания кобальта в сплаве. При повышении температуры твердость сплавов снижается, причем ход кривой зависимости твердости сплавов (в полулогарифмических координатах) от температуры испытания аналогичен ходу такой же кривой для твердого раствора Со- WC, содержащая 3,3 % WC по весу.
Подробный анализ характера зависимости свойств прочности от содержимого кобальта, вида разрушения, температуры испытаний, состав фазы карбида и
размеров ее частиц, а также от вида нагрузки, позволяет сделать вывод, что характеристики прочности твердых двухфазных сплавов WC - Со определяются в основном свойствами и характером разрушение связи. Для сплавов, в которых предел прочности с повышением содержания кобальта повышается, прочность определяется в основном пластической деформацией кобальтовой фазы, сопутствующей хрупкому разрушению согласно теории Гриффитса-Орована, а для сплавов, в которых предел прочности с повышением содержания кобальта снижается, - пластической деформацией кобальтовой фазы, предшествующей разрушению, согласно теорий дисперсионного укрепления. Увеличение размера зерен карбидов для первых сплавов приводит к повышению прочности, а для вторых - к понижению и, причем максимум прочности на графиках зависимости δизг-% Со с увеличением размера частиц карбида смещается в сторону уменьшение содержания кобальта. Указанная теория прочности исходит из предпосылки, что в сплавах WC-Со отсутствует сплошной каркас из зерен карбида вольфрама, тогда как в сплавах WC-ТіС-Со до определенного содержания кобальта предполагается наличие двух каркасов; каркаса из твердого раствора ТіС-WC и вставленного в него каркаса из кобальта. Наличие каркаса из твердого раствора ТіС-WC приводит к отсутствию зависимости прочности от содержания кобальта и к незначительной зависимости прочности и твердости от температуры.
Износостойкость твердых сплавов определяется как их структурой, так составом. При увеличении содержания связи и при увеличении размеров частиц карбида износостойкость твердых сплавов снижается. Износостойкость сплавов WC - Со при трении о стальной диск при малых скоростях (до 1,7 м/сек) выше, чем износостойкость сплавов-ТіС - Со, но при высоких скоростях (выше 1,7 м/сек) она у сплавов WC - Со значительно ниже, чем в сплавов WC-ТіС-Со.
При температурах до 200 ° С ударная вязкость практически не зависит от размера зерен карбидов, но при 400 ° С наблюдается повышение ударной вязкости для наиболее крупнозернистых (4,95 мкм) сплавов. Ударная вязкость сплавов WC-ТіС-Со, структура, которых характеризуется наличием каркаса карбида, практически не меняется при увеличении содержания кобальта или при повышении температуры. Для сплавов WC-ТіС- Со, в которых нет сплошного каркаса карбида, ударная вязкость с повышением содержания кобальта и температуры резко растет. Например, для сплавов с отношением ТіС : WС = 15 : 79, содержащих от 4 до 18% кобальта по весу, ударная вязкость с повышением температуры от 20 до 1000 ° С не меняется. Если же содержание кобальта составляет 25 % по весу, то ударная вязкость при изменении температуры в тех же пределах повышается в 2 раза.
Введение 2...5 % карбида тантала по отношению к карбидной фазы в сплавах WC - Со приводит к повышению твердости при сохранении прочности и улучшения их эксплуатационной стойкости. Еще больше положительное влияние карбида тантала оказывается при изменении их части карбида титана в сплавах WC-ТіС-Со.
3404
Изменение химического состава сплавов приводит к ухудшению их свойств. При недостатке углерода в сплавах появляется так называемая η - фаза, которая является соединением WЗСоЗС, что приводит к повышению хрупкости сплава. При наличии в сплаве до 0,5%
графита изменение свойств сплава не выходит за пределы погрешности эксперимента, но при большем содержании графита прочность, твердость, ударная вязкость и износостойкость резко снижаются. Например, для сплава ВК8 при увеличении содержания структурно свободного графита до 1,5...2 % предел прочности при изгибе и ударная вязкость снижается на 10...20 %.
Таким образом, проведенные исследования позволили выявить, что неравномерный рост зерен карбида вольфрама при спекании обусловлено не только наличием в начальной смеси различных по величине частиц, но также различной степенью приближения их кристаллических решеток к равновесному состоянию. В этом случае возможна интенсивная перекристаллизация через жидкую фазу не обязательно мелких зерен, а главным образом зерен с равновесными кристаллическими решетками. Степень развития процесса перекристаллизации связан с условиями спекания. Существенное влияние на рост зерен WС в сплавах WC-Co предоставляет также присутствие в смеси, что спекается, небольшого количества других карбидов. Небольшие добавки карбидов 4 и 5 групп к сплавов WC-Co как правило, тормозят рост зерен WС и способствуют получению мелкозернистых сплавов.
Самое эффективное воздействие на рост зерен оказывают добавки карбида ванадия.
Список использованных источников
1 .Структура спеченных твердых сплавов. – Чапорова И.Н., Чернявский К.С.М.,
«Металлургия»,1975г.-248с.
2. Композиционные спеченные антифрикционные материалы. Федченко И.М., Пугин Л.И., Киев,
«Наумова думка», 1980г. - 403с.
3. Порошковая металлургия жаропрочных сплавов и тугоплавких металлов. -Раковский B .C., Силаев А .Ф., Ходкин В.И., Фаткуллин О . Х, М., «Металлургия», 1974 г., -184 с.
4. Карбиды вольфрама. - монография - Самсонов Г.В., Витрянюк В.К., Чаплыгин Ф.И.,К., «Наукова думка», 1974г., -173с.
5. Свойства порошков металлов тугоплавких соединений и спеченных материалов:. информационный справочник. Изд.3/Под ред. И.М. Федорченко. – К.:Наукова думка, 1980. – 286с.
УДК 523.165
ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ КОСМИЧЕСКИХ ЛУЧЕЙ В ЗЕМНОЙ АТМОСФЕРЕ
Молдатаева С. Н., Алиева Г.Ж.
Магистранты Международной кафедры ядерной физики, новых материалов и технологии ЕНУ им. Л.Н.Гумилева, Астана, Казахстан
Научный руководитель – Ш.Гиниятова, В. Махмутов ВВЕДЕНИЕ
Физика космических лучей — интенсивно развивающаяся область современной физики. Космические лучи представляют собой поток заряженных частиц высоких энергий из космического пространства, которые взаимодействуют с верхними слоями земной атмосферы и генерируют поток вторичных частиц. Важнейшими характеристками космических лучей является их состав (распределение по массам и зарядам), энергетический спектр (распределение по энергиям) и степень анизотропии (распределение по направлениям прихода).
