НИТУ «МИСиС» разработал новое поколение сверхтвердых сплавов для горно-промышленного оборудования, предназначенного для добычи полезных ископаемых в условиях Арктики, рассказал руководитель проекта, профессор университета Евгений Левашов.
По словам Левашова, ученые в рамках госпрограммы по развитию Арктики разработали принципиально новые крупнозернистые твердые сплавы, которые увеличивают прочность и износостойкость горного оборудования в два раза. Данные материалы обладают особой структурой с несколькими уровнями иерархии, что означает, что материал содержит структурные составляющие с сильно различающимися размерами зерен – от 6-8 микрометров до 10 нанометров.
«Разработка представляет собой технологию производства нового поколения крупнозернистых твердых сплавов, обладающих особо однородной структурой с округлыми зернами карбида вольфрама и наномодифицированной кобальтовой связкой. За счет введения в состав сплава функциональных легирующих добавок и оптимизации режимов изготовления, в пластичной кобальтовой связке выделяются упрочняющие наночастицы пластинчатой формы с характерным размером 4-5 нанометров. Это обеспечивает одновременный рост трещиностойкости, прочности и износостойкости материала», – передает РИА «Новости» слова Левашова.
Промышленные испытания нового сплава были проведены в конце ноября 2019 года на шахте «Полысаевская» (Кемеровская область), в ходе испытаний проходческим комбайном на глубине 250 метров было переработано более 700 кубометров породы. Горные резцы из новых сплавов продемонстрировали полное отсутствие сколов, при том, что их ресурс на 80-100% превзошел лучшие отечественные и зарубежные аналоги.
Ожидается, что внедрение разработки позволит значительно повысить эффективность добычи полезных ископаемых на месторождениях Арктического региона России.
Напомним, в октябре ученые (НИТУ «МИСиС») создали новые эффективные алюминиевые сплавы для использования различных видах современного транспорта.
Дмитрий Зубарев
Комментарии
Что за нано, млин в сплаве? Мелкодисперсные карбиды в кобальтовой матрице? Так бы и сказали тогда. Что за хрень этим нано происходит?
Вообще-то мелкодисперсные упрочнение известно давно, зачем это обзывать нано? Тут или журналисты накосячили или денег пытаются выбить используя модный нано-тренд.
В материаловедении модифицирование означает:
Модифицирование металлов и сплавов, введение в расплавленные металлы и сплавы модификаторов, небольшие количества которых резко влияют на кристаллизацию, например вызывают формирование структурных составляющих в округлой или измельченной форме и способствуют их равномерному распределению в основной фазе.
Вероятно, речь идет о таком модификаторе, который вносится в виде частиц с размерами уровня нанометры.
Модификатор - это те же металлы. А упрочнение идёт только за счёт карбидов в разных видах. Например мартенсит обычной стали твёрд и прочен за счёт карбидов: пластинчатых или игольчатых и они все нано. В заэвтектоидных сталях карбиды уже не нано. Но их можно уменьшить и распределить в матрице за счёт теомомеханической обработки. Всё это известно со времен царя Гороха. Если изобрели технологию, то хорошо, но говорить про нано астицы в металле - бред или хайп.
Эээ. Ну как бы все в ваших рассуждениях неверно. Вообще в каждом предложении есть ошибка (-и).
Дальнейшее обсуждение бессмысленно.
Конечно сказать то по теме не можете ничего. Модификатор - это металл, легирующий элемент, служащий или для образования - нет карбидов, или или роста-нет зерна. Легирование это уже повышение каких-либо свойств. Так что вы пока не в силах объяснить, что же там изобрели кроме хайпа.
Я занимаюсь металловедением почти 20 лет. Базовое образование - СТАНКИН. Работал по специальности почти 10 лет. Есть статьи в таких журналах, как МиТОМ. Свои регалии предъявите пожалуйста.
намекаю, фраза
содержит ошибку. И все остальные ваши фразы также содержат одну или несколько ошибок. Например, дальше в процитированном, вы утверждаете, что модификатор это легирующий
элемент(тоже ошибка) компонент. Это тоже ложное утверждение. Легирующий компонент, примесь, модификатор - разные вещи, если мы будем оперировать терминами из науки "материаловедение". А если у вас свой словарь на основе понятий, то обсуждение с вами чего-либо бессмысленно.Отлично, значит понимаете что изобретение наномодификаторов - бред и хайп. Кстати, я написал такое слово как "грубо" так как тут не научный диспут, но на пальцах я все объяснил верно. На счёт регалий. . Я сам создаю высокопрочные славы с особой структурой Каждый месяц что-то плавлю в совсем небольших тигях. Работал с доктором наук, проф. Могилевским над созданием высокопрочного сплава с мелкодисперсным упрочнением. Что-то сделали, но почему не пошло в серию другой вопрос.
По вашему, размер частиц модификатора не может иметь значения?
Прекрасно. Втройне странно тогда читать вашу фразу
1) Куда вы дели прочие виды хим.соединений? Нитриды, бориды..
2) почему вы отрицаете упрочнение за счет измельчения зерна либо просто увеличения плотности дислокаций (нагартовка, наклеп)? Проволока ОВС имеет обычную феррио-перлитную структуру, но за счет очень высокой степени обжатия ее твердость в районе 60HRC.
Идем дальше
В мартенсите вообще нет карбидов. Это твердый раствор внедрения углерода в железе-альфа. Чем выше содержание углерода, тем выше степень искажения решетки, и тем больше дислокаций образуется. Карбиды образуются в результате распада мартенсита в ходе отпуска стали...
И такое у вас на каждом шагу....
А я сказал же что это не научный диспут. А карбиды так или иначе присутствуют всегда где есть углерод. Одно дело теория и диаграмы, другое практика. Сталями не прошедшими то в том числе отпуск никто не работает. Кстати не будете же вы отрицать что пластины мартенсит а это нано размеры) что я и имел ввиду. Карбиды на нано не тянут
Да, нитритриды, бориды конечно могут быть, но про них в статье нет ничего. Там нано... А вернее околонаучный бред и вы никак не можете мои слова опровергнуть.
Это не давно известная сталь Готфильда. Изобретать нагартовку это хуже чем велосипед. Наклеп и дислокации это опять же из ТМО, о чем я и говорил.
Статью писал некий ёжик для русского сигмента интернета.
Идём дальше. Буры - это износостойкость. Про наклеп и зубья ковшов уже сказал. А в статье упрочнение нано частицами. Это никак не дислокации, а имеено твёрдые карбиды ну или твёрдые нитриды с боридами что н как не отменит наличие карбидов. Азотирование никак на открытие не тянет
С фига ли наклеп - это термо-обработка? Чистая механика.
Размер мартенситных пластин это микрометры, иногда десятки и сотни микрометров. Их в микроскоп оптический прекрасно видно, а там предел разрешающий способности 0,2 мкм. Реально хуже в 2-3 раза.
А кроме классических хим.соединений в роли упрочняющих частиц могут выступать интерметаллиды...
Да, это интересная тема. Делал сталь упрочнение которой достигалось наличием большого количества интерметаллидов. Фото структуры было лет 15 назад опубликовано в журнале Звезда Персии (Иран) проф Хоросани.
Однако, мы ведем речь не о теории а о статье, Так? Вы идете таким путем: пытаетесь доказать что я дурак, и тем самым оправдать авторов статьи. Я же пытаюсь сказать, что статью писала ключница и объяснить это на пальцах. И даже если я дурак, то это не отменит бредовость статьи.
В любом случае все нужные (заданные) механические свойства сталь обретает после ТО или ТМО. Именно ТО создают нужную нам структуру, и свойства стали.
Это не для вас пишу, а для тех кто читает наши коммы) Вы это знаете. А авторы статьи пишут, что создан неким " металлический материал" с уже заданными свойствами.
Как-то мне написал один немецкий проф и спросил что я думаю на счет упрочнения стали углеродистыми нанотрубками. (Было такое поветрие) На что я ответил примерно следующее: пара градусов в ТО повлияет на свойства больше, чем все вместе взятые нанотрубки в тоннах стали. Больше он мне не писал))
Я же написал, внизу что возможно изобрели некую технологию, что собственно и делал в своих работах упомянутый мной Могилевский Но на основе уже существующих сталей. Техна тянет на изобретение - сталь с некими нанодобавками - бред.
Наклеп происходит при определенной температуре с отжигом или без Но все равно То необходимо. См патентирование стали или, допустим, рояльная проволока
http://www.bibliotekar.ru/spravochnik-181-3/164.htm
https://www.viam.ru/public/files/2006/2006-204703.pdf
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A0%D0%B0%D1%81%D0%BF%D0%B0%D0%B4_%D0%BC%D0%B0%D1%80%D1%82%D0%B5%D0%BD%D1%81%D0%B8%D1%82%D0%B0
А теперь найдите в исходной статье (можно даже в статье -источнике) слово "сталь"...
Вы сами его зачем-то добавили, и теперь непонятно что опровергаете.
Скорее статью писали на основе текста патента и статей в профильном журнале.
А что это по вашему, пластмасса или керамика?)
А я о чем?
Ежикключница статью писала.Вы на самом деле не знаете вид инструментальных материалов "твердые сплавы"????!!!!
Что-то вы ко мне не равнодушны. Все обо и обо мне.)) Смотрим сюда и видим что:
https://ru.wikipedia.org/wiki/Твёрдые_сплавы
все эти сплавы на основе вольфрама. Есть еще со стальной основой, но это не важно. Важно что все их свойства основаны на свойствах твердых и тугоплавких карбидов. В нашей статье нет никаких цифр. Вообще нет. Может они бронзу медно-кобальтовую сварили, может еще что. Про основу ничего не написано. И что там в основе Fe или W - остается гадать. Вот я и гадаю. Вернее пишу, что статья бредовая. Вам же, все по-видимому понятно: вы между строк состав и свойства видите.
Ну, что же - это дар! Завидую.
Это чтобы было понятно, о чем речь.
"
По способу изготовления выделяют два типа твердых сплавов:
Спеченные сплавы получают методами порошковой металлургии. Данный способ дает очень высокую точность изготовления получаемой продукции и обеспечивает высокие значения различных свойств. Изделия, произведенные методами порошковой металлургии, требуют минимальной механической обработки, поэтому они обрабатываются шлифованием или физико-химическими методами (лазер, ультразвук, травление в кислотах и др.). Спеченные твердые сплавы иногда называют металлокерамическими, так как технология их производства сходна с технологией производства керамики. Сплавы данного типа наносят на инструмент с помощью пайки или механическим закреплением. Наиболее распространенными представителями указанной группы являются сплавы ВК (например, ВК6, ВК8), ТК и ТТК - твердые сплавы на основе карбида вольфрама.
Литые твердые сплавы получают методом литья. К данной группе относят стеллиты (хром, вольфрам, никель, углерод; основа - кобальт), сормайты (хром, никель, углерод; основа - железо), стеллитоподобные сплавы (основа - никель). Для наплавки их выпускают в виде литых стержней или прутков различного химического состава".
А когда сплавы для полетов на Луну создадут: прочные, но легкие? А то все для добычи ископаемых создают.
Возможности легирования (то есть, грубо говоря, комбинирования составляющих) исчерпали свои возможности в еще в 70-х годах прошлого века. был небольшой прорыв в порошковой металлургии, но и там есть засада - адгезия и рост зерна. В общем, пока на фронте создания новых металлических материалов затишье. Если и выстрелят то композиты с неметаллической матрицей.
Улучшение свойств сейчас идет за счет применения сложных термомеханических обработок, что, похоже, и было сделано со сплавом в статье.
Непонятно, при чем тут Арктика. Кто знает, какие температуры там у пород на указанных глубинах? Сильно отличается от тех же глубин на северном Урале или в Кузбасе?
Сильно.
тогда все норм.
Не норм, нет. Они отличаются в сторону "холоднее", что для режущего инструмента плюс, а не минус.
Зимние твердосплавные ножи для грейдеров всегда дешевле были "летних".
Просто очередной попил. Все смеси для порошковой металлургии идут из Китая. Реже из Казахстана. Они СТАНДАРТНЫЕ. Как "юпи". Просто добавь
водытепла. Нет, есть возможность изготовить смесь под себя, но там или объем партии должен быть или смотри начало абзаца.Да, я знаю о российских производителях вольфрам-кобальтовых порошков. Но там объемов дай бог на кзтс хватало бы.
Может, там в термоударе дело, и лишние 40 (или больше?) градусов оказывают большое влияние. Или просто нашли заказчика с Севера, а работать будет классно на любых широтах. Собственно (не обратил сразу внимание) - испытывали они их как раз в Кемеровской области.
Огульно обвинять в попиле не стану, МИСиС по своему профилю результаты обычно дает хорошие.
А на опытную партию материал есть где наработать. Твердые сплавы с содержанием рения для обработки жаропрочки явно не в Китае изготавливали.
Добытое без наносплавов уже всё спихнули за кордон, давайте теперь и со сплавами туда же.
Дубль