ISBN 978-5-02-025312-4 В книге рассмотрены технологические особенности получения нанопорошков с использованием различных нанотехнологий, в частности, газофазный синтез наноразмерных частиц для получения однокомпонентных нанопорошков, легированных металлических нанопорошков, карбидных и оксидных наночастиц, применение метода термического разложения солей для получения нанопорошков на основе дисперсно-упрочненных сплавов Cu-Al2 основе вольфрама, а также получение наноразмерных порошков путем диспергирования. <...> Карбидные частицы, полученные путем реакции с атмосферой несущего газа. <...> Структура и свойства нанопорошков, особенности их компактирования . <...> Особенности компактирования наноструктурированных материалов методами порошковой металлургии. <...> Пакетная прокатка в режимах термомеханической обработки . <...> РКУ-прессование как метод получения объемных СМК- и НК-материалов. <...> Анализ кинематики течения материала в канале (экспериментальные исследования влияния различных смазок на кинематику течения металла при РКУ-прессовании) . <...> В работе сделана попытка обобщить собственные экспериментальные данные по химическому синтезу металлических наночастиц (Fe, Co, W, Fe-Co и др.), керамических (карбидных, оксидных, нитридных) и композиционных (WC-Co) наночастиц, обращая особенное внимание на проблемы, возникающие при их производстве. <...> Газофазный синтез наноразмерных частиц Сравнительный анализ технологий химического синтеза нанопорошковых материалов показывает, что в настоящее время технология аэрозольного синтеза (метод химической конденсации пара) является одной из наиболее многообещающих, так как позволяет получать наночастицы практически любого химического состава в широком диапазоне варьирования размеров и концентрации легирующих элементов, сделать процесс их производства непрерывным с возможностью его применения в промышленных масштабах, а также экологически чистым и малоотходным. <...> Пары прекурсора <...>
_Нанотехнологии_в_металлургии..pdf
УДК 621.771/620.18
ББК 34.39
Р 83
Рецензенты:
академик РАН Ю.С.Васильев,
д-р хим. наук, проф. СПбГПУ С.Е. Александров
Рудской А.И. Нанотехнологии в металлургии. СПб.: Наука,
2007. 186 ñ.
ISBN 978-5-02-025312-4
В книге рассмотрены технологические особенности получения нанопорошков
с использованием различных нанотехнологий, в частности, газофазный
синтез наноразмерных частиц для получения однокомпонентных нанопорошков,
легированных металлических нанопорошков, карбидных и оксидных
наночастиц, применение метода термического разложения солей для получения
нанопорошков на основе дисперсно-упрочненных сплавов Cu-Al2
основе вольфрама, а также получение наноразмерных порошков путем диспергирования.
Рассмотрены
проблемы и технологические решения при реализации проO3
цесса
РКУ-прессования. С использованием методов математического моделирования
исследовано влияние основных технологических параметров процесса
(геометрии канала и условий контактного трения) на распределение деформаций
в заготовке и однородность структуры металла. Рассмотрены технологические
условия получения субмелкозернистых и наноструктурных материалов
на основе алюминия.
Для инженерно-технических и научных работников, занимающихся проблемами
нанотехнологий в металлургии с использованием методов интенсивной
пластической деформации и порошковой металлургии.
и на
ISBN 978-5-02-025312-4
© Рудской À.È., 2007
© ÑÏáÃÏÓ, 2007
© Издательство «Íàóêà», 2007
Стр.2
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ ............................................................................................... 5
1. Технологические особенности получения нанопорошков ................... 9
1.1. Газофазный синтез наноразмерных ÷àñòèö............................. 10
1.1.1. Однокомпонентные наночастицы (Fe, Ni,W) ................. 13
1.1.2. Легированные металлические наночастицы
(Fe-Co, Ni-Cu) .................................................................. 28
1.1.3. Карбидные частицы, полученные путем реакции
с атмосферой несущего ãàçà............................................. 33
1.2. Метод термического разложения ñîëåé................................... 39
1.2.1. Получение дисперсно-упрочненных сплавов Cu-Al2
1.2.2. Нанопорошковый сплав WC-10Cî ................................... 43
O3 .........
1.3. Получение наноразмерных порошков путем
диспергирования ...................................................................... 45
2. Структура и свойства нанопорошков, особенности
их компактирования ................................................................................ 49
2.1. Магнитные свойства наночастиц на основе железа ............... 49
2.2. Особенности компактирования наноструктурированных
материалов методами порошковой ìåòàëëóðãèè................... 61
2.2.1. Компактирование неагломерированных нанопорошков .... 61
2.2.2. Компактирование сплавов Cu-Al2
2.2.3. Особенности процесса спекания и механические
свойства сплавов WC-Co .................................................. 72
O3 ..........................................................
3. Нанотехнологические аспекты металлических материалов
в условиях интенсивной пластической деформации ............................. 77
3.1. Структура и механические свойства ........................................ 77
3.1.1. Чистые металлы .................................................................. 77
3
67
40
Стр.3
3.1.2. Стали и сплавы ................................................................... 79
3.2. Основные методы интенсивной пластической деформации ... 83
3.2.1. Деформация кручением под высоким давлением ........... 90
3.2.2. Всесторонняя ковка ........................................................... 94
3.2.3. Пакетная прокатка в режимах термомеханической
обработки ........................................................................... 95
3.2.4. Технологические процессы изготовления сверхтонких
(530 ìêì) вакуумноплотных фольг и пленок .............100
3.2.5. РКУ-прессование как метод получения объемных
ÑÌÊ- и ÍÊ-ìàòåðèàëîâ..................................................105
4. Исследование механики процесса получения ультрамелкозернистых
металлических материалов в условиях равноканального углового
прессования ............................................................................................113
4.1. Конечно-элементный анализ механики РКУ-прессования ...113
4.1.1. Влияние геометрии канала ...............................................114
4.2. Влияние контактного трения ..................................................140
4.2.1. Установившаяся стадия процесса ....................................142
4.2.2. Оценка неравномерности деформированного состояния ... 151
4.2.3. Сравнительный анализ результатов численного
ìîäåëèðîâàíèÿ..................................................................154
4.3. Расчетно-экспериментальное исследование процесса
ÐÊÓ-ïðåññîâàíèÿ....................................................................155
4.3.1. Инструмент для РКУ-прессования ..................................156
4.3.2. Материал для РКУ-прессования .....................................157
4.3.3. Анализ кинематики течения материала в канале (экспериментальные
исследования влияния различных смазок
на кинематику течения металла при РКУ-прессовании) .... 158
4.3.4. Энергосиловые параметры ...............................................165
4.3.5. Анализ деформированного состояния. Экспериментальные
исследования деформированного состояния
металла при РКУ-прессовании .......................................169
4.3.6. Исследование структуры и свойств металла после
РКУ-прессования .............................................................172
Библиографический список ..................................................................178
4
Стр.4