RU2324576C2 - Нанокристаллический металлический материал с аустенитной структурой, обладающий высокой твердостью, прочностью и вязкостью, и способ его изготовления - Google Patents
Нанокристаллический металлический материал с аустенитной структурой, обладающий высокой твердостью, прочностью и вязкостью, и способ его изготовления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2324576C2 RU2324576C2 RU2005109265/02A RU2005109265A RU2324576C2 RU 2324576 C2 RU2324576 C2 RU 2324576C2 RU 2005109265/02 A RU2005109265/02 A RU 2005109265/02A RU 2005109265 A RU2005109265 A RU 2005109265A RU 2324576 C2 RU2324576 C2 RU 2324576C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nanocrystalline
- metal material
- powders
- sintering
- metal
- Prior art date
Links
- 239000007769 metal material Substances 0.000 title claims abstract description 61
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 43
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 93
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 75
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 49
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 49
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims abstract description 48
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 38
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 25
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000004880 explosion Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 8
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 69
- 238000005551 mechanical alloying Methods 0.000 claims description 47
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 38
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 27
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 23
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims description 18
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 17
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 17
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 15
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 15
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 13
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 12
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 12
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 12
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims description 10
- 238000009708 electric discharge sintering Methods 0.000 claims description 9
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 8
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 8
- 239000002707 nanocrystalline material Substances 0.000 claims description 8
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims description 6
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 6
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- -1 N 3 Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910010038 TiAl Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 4
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 claims description 4
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 4
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 3
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 3
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910018507 Al—Ni Inorganic materials 0.000 claims description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910015372 FeAl Inorganic materials 0.000 claims description 2
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910016006 MoSi Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910000943 NiAl Inorganic materials 0.000 claims description 2
- NPXOKRUENSOPAO-UHFFFAOYSA-N Raney nickel Chemical compound [Al].[Ni] NPXOKRUENSOPAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910010380 TiNi Inorganic materials 0.000 claims description 2
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052770 Uranium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910007880 ZrAl Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 claims description 2
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N beryllium atom Chemical compound [Be] ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 2
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 2
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 claims description 2
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 2
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 claims description 2
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N scandium atom Chemical compound [Sc] SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 2
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims description 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 2
- DNYWZCXLKNTFFI-UHFFFAOYSA-N uranium Chemical compound [U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U] DNYWZCXLKNTFFI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N vanadium Chemical compound [V]#[V] GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 2
- 238000000280 densification Methods 0.000 claims 2
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 39
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract 1
- 238000005253 cladding Methods 0.000 abstract 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 abstract 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 16
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 16
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 11
- 239000000047 product Substances 0.000 description 9
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 8
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 8
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 6
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 6
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 5
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 5
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 4
- 229910001337 iron nitride Inorganic materials 0.000 description 4
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 description 3
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 2
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 239000003966 growth inhibitor Substances 0.000 description 2
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 description 2
- FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N silicide(4-) Chemical compound [Si-4] FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 201000004624 Dermatitis Diseases 0.000 description 1
- 229910000677 High-carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018487 Ni—Cr Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001037 White iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 description 1
- VNNRSPGTAMTISX-UHFFFAOYSA-N chromium nickel Chemical compound [Cr].[Ni] VNNRSPGTAMTISX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002159 nanocrystal Substances 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 208000017520 skin disease Diseases 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 238000002490 spark plasma sintering Methods 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/006—Amorphous articles
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C14/00—Alloys based on titanium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C21/00—Alloys based on aluminium
- C22C21/12—Alloys based on aluminium with copper as the next major constituent
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/001—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/48—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with niobium or tantalum
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C9/00—Alloys based on copper
- C22C9/01—Alloys based on copper with aluminium as the next major constituent
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/10—Sintering only
- B22F2003/1032—Sintering only comprising a grain growth inhibitor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F2998/00—Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F2998/00—Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
- B22F2998/10—Processes characterised by the sequence of their steps
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C2200/00—Crystalline structure
- C22C2200/04—Nanocrystalline
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
Abstract
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению нанокристаллических металлических материалов. Может использоваться для изготовления подшипников, зубчатых передач, инструментов для горячей обработки и экструзии, медицинских инструментов. Нанокристаллический металлический материал выполнен в виде агрегата из металлических нанокристаллических зерен, содержащего 0,4-5,0 мас.% азота. Порошки компонентов нанокристаллического металлического материала подвергают механическому легированию с веществом, которое становится источником азота, в шаровой мельнице с получением мелкозернистых порошков нанокристаллического металлического материала с высоким содержанием азота. Проводят уплотняющую обработку порошков нанокристаллического материала методом, выбранным из горячего прессования, электроразрядного спекания, прокатки в оболочке, формование спеканием уплотненных порошков путем экструзии и/или штамповки взрывом и прокатку сформованного металлического материала при необходимости придания ему заданной формы. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 4 ил., 5 табл.
Description
Область техники
Изобретение относится к металлическим материалам, в частности к нанокристаллическим металлическим материалам с высокой твердостью, прочностью и вязкостью и способу их изготовления.
Уровень техники
Согласно соотношению Петча, прочность и твердость металлического материала увеличиваются с уменьшением диаметра D кристаллического зерна, и такое соотношение сохраняется до тех пор, пока D имеет величину несколько десятков нм. Таким образом, уменьшение диаметра кристаллического зерна до наномасштабов становится одним из важнейших средств упрочнения металлических материалов.
С другой стороны, когда диаметры кристаллических зерен уменьшаются до сверхмалых, наноуровней, большинство металлических материалов проявляют такое уникальное свойство, как сверхпластичность в температурной области выше 0,5Тп, где Тп - точка плавления (К).
Использование этого явления дает возможность деформировать и обрабатывать при относительно низких температурах даже материалы, чрезвычайно трудно поддающиеся пластической обработке из-за высокой точки плавления.
Есть некоторые данные, что в магнитных элементах типа железа, кобальта и никеля при наноразмерах диаметров D кристаллических зерен этих металлов коэрцитивная сила уменьшается, а слабый магнетизм усиливается с уменьшением D, чего не происходит при диаметрах D кристаллических зерен микронного размера.
Однако диаметр D кристаллического зерна большинства металлических материалов, изготавливаемых путем плавления, находится обычно в диапазоне от нескольких микрон до нескольких тысяч микрон, и D вряд ли можно уменьшить до наноразмеров даже с последующими обработками. Например, даже при регулируемой прокатке, являющейся важной микрообработкой кристаллических зерен стали, самый низкий возможный предел диаметра зерна составляет в лучшем случае 4-5 мкм. Другими словами, при использовании обычных способов невозможно получить материалы с диаметрами зерен, уменьшенными до наноразмеров.
Подробное описание изобретения
Задачей данного изобретения является решение вышеупомянутых проблем.
В основе изобретения лежит использование механического размалывания (МР) или механического легирования (МС) смесей порошков металлов или полуметаллов и порошков других металлических добавок. Полученные нанокристаллические порошки уменьшают до наноразмеров путем формования спеканием или методами, использующими сверхпластичность, получая, таким образом, материал, обладающий прочностью (высокой прочностью) и твердостью (сверхтвердостью), близкими к пределам, достигаемым при диаметрах кристаллических зерен, уменьшенным до наноразмеров, а также высокой коррозионной стойкостью. Далее термин "формование спеканием" обозначает "придание формы спеканием"
Таким образом, данное изобретение касается нанокристаллических металлических материалов и способов их изготовления, приведенных ниже.
1. Нанокристаллический металлический материал, обладающий высокой твердостью, прочностью и вязкостью, выполненный в виде агрегата из металлических нанокристаллических зерен, характеризующийся тем, что между кристаллическими зернами и/или внутри кристаллических зерен содержит оксид металла или полуметалла, который служит ингибитором роста нанокристаллических зерен.
2. Нанокристаллический металлический материал, обладающий высокой твердостью, прочностью и вязкостью, выполненный в виде агрегата из металлических нанокристаллических зерен, характеризующийся тем, что между кристаллическими зернами и/или внутри кристаллических зерен содержит нитрид металла или полуметалла, который служит ингибитором роста нанокристаллических зерен.
3. Нанокристаллический металлический материал, обладающий высокой твердостью, прочностью и вязкостью, выполненный в виде агрегата из металлических нанокристаллических зерен, характеризующийся тем, что между кристаллическими зернами и/или внутри кристаллических зерен содержит карбид металла или полуметалла, который служит ингибитором роста нанокристаллических зерен.
4. Нанокристаллический металлический материал, обладающий высокой твердостью, прочностью и вязкостью, выполненный в виде агрегата из металлических нанокристаллических зерен, характеризующийся тем, что между кристаллическими зернами и/или внутри кристаллических зерен содержит силицид металла или полуметалла, который служит ингибитором роста нанокристаллических зерен.
5. Нанокристаллический металлический материал, обладающий высокой твердостью, прочностью и вязкостью, выполненный в виде агрегата из металлических нанокристаллических зерен, характеризующийся тем, что между кристаллическими зернами и/или внутри кристаллических зерен содержит борид металла или полуметалла, который служит ингибитором роста нанокристаллических зерен.
6. Нанокристаллический металлический материал, обладающий высокой твердостью, прочностью и вязкостью, выполненный в виде агрегата из металлических нанокристаллических зерен, характеризующийся тем, что между кристаллическими зернами и/или внутри кристаллических зерен содержит по крайней мере два компонента, выбранных из группы, в которую входят: оксид металла или полуметалла, нитрид металла или полуметалла, карбид металла или полуметалла, силицид металла или полуметалла и борид металла или полуметалла, которые служат ингибиторами роста нанокристаллических зерен.
7. Нанокристаллический металлический материал по любому из пп.1-6, содержащий 0,01-5,0 мас.% азота.
8. Нанокристаллический металлический материал по любому из пп.1-6, содержащий 0,01-2,0 мас.% азота.
9. Нанокристаллический металлический материал по любому из пп.1-8, содержащий кислород в форме оксида металла в количестве 0,01-1,0 мас.%.
10. Нанокристаллический металлический материал по любому из пп.1-9, который дополнительно содержит металлический элемент, имеющий большее сродство с азотом, чем с нанокристаллическим металлом, для предотвращения денитрификации агрегата из нанокристаллических зерен во время формования спеканием.
11. Нанокристаллический металлический материал по любому из пп.1-10, в котором компонентом, образующим нанокристаллический металл, является по крайней мере один из элементов, выбранных из группы, состоящей из алюминия, магния, цинка, титана, кальция, бериллия, сурьмы, иттрия, скандия, индия, урана, золота, серебра, хрома, циркония, олова, вольфрама, тантала, железа, никеля, кобальта, меди, ниобия, платины, ванадия, марганца, молибдена, лантана, родия, углерода, кремния, бора, азота и фосфора.
12. Нанокристаллический металлический материал по любому из пп.1-10, в котором компонентом, образующим нанокристаллический металл, является элемент группы платины, применяющейся в стоматологии.
13. Нанокристаллический металлический материал по любому из пп.1-10, в котором нанокристаллическим материалом является один, два или более интерметаллических соединений, выбранных из группы, состоящей из Ni3Al, Fe3Al, FeAl, Ti3Al, TiAl, TiAl3, ZrAl3, NbAl3, NiAl, Nb2Al, Nb2Al, MoSi2, Nb5Si3, Ti5Si3, Nb2Be17, Со3Ti, Ni3(Si, Ti), SiC, Si3N4, AlN, TiNi, ZrB2, HfB2, Cr3С2, или Ni3Al-Ni3Nb.
14. Нанокристаллический металлический материал по любому из пп.1-13, характеризующийся тем, что металлические нанокристаллические зерна получены механическим размалыванием (МР) или механическим легированием (МС) при помощи шаровой мельницы или аналогичного устройства.
15. Способ изготовления нанокристаллического металлического материала, включающий:
- механическое легирование (МС) порошков компонентов нанокристаллического металлического материала при помощи шаровой мельницы или аналогичного устройства для изготовления таким образом мелкозернистых порошков нанокристаллического металла; и
- обработку порошков спеканием, например прокаткой в оболочке, электроразрядным спеканием, экструзией, штампованием взрывом, для получения металлического материала, обладающего высокой твердостью, прочностью и вязкостью.
16. Способ изготовления нанокристаллического металлического материала, включающий:
- смешивание порошков компонентов нанокристаллического металлического материала с веществом-источником азота;
- механическое легирование порошков компонентов нанокристаллического металлического материала при помощи шаровой мельницы или аналогичного устройства для изготовления таким образом мелкозернистых порошков нанокристаллического металла; и
- обработку порошков спеканием, например прокаткой в оболочке, электроразрядным спеканием, экструзией, штампованием взрывом, для получения металлического материала, обладающего высокой твердостью, прочностью и вязкостью.
17. Способ по п.16, при котором веществом-источником азота является нитрид металла.
18. Способ по п.16, при котором веществом-источником азота является газообразный N2 или NH3.
19. Способ по любому из пп.15-18, при котором механическое размалывание или механическое легирование осуществляют в атмосфере газа, выбранного из группы, состоящей из инертного газа, например аргона, N2, NH3 или смеси этих газов.
20. Способ по п.19, при котором атмосфера, в которой осуществляют механическое размалывание или механическое легирование, содержит восстановитель, например газообразный Н2.
21. Способ по любому из пп.15-16, при котором средой, в которой осуществляют механическое размалывание или механическое легирование, является вакуум с восстановителем, например газообразным Н2.
22. Способ по любому из пп.16-21, включающий:
- смешивание порошков компонентов нанокристаллического металлического материала с 1-10 об.% нитрида металла или с 0,5-10 мас.% металла, имеющего большее сродство с азотом, чем с нанокристаллическим металлом, и с веществом-источником азота;
- механическое легирование полученной смеси с помощью шаровой мельницы или аналогичного устройства для изготовления таким образом мелкозернистых порошков нанокристаллического металла; и
- обработку порошков спеканием, например прокаткой в оболочке, электроразрядным спеканием, экструзией или штампованием взрывом, при этом нитрид диспергируется или нитрид или карбонитрид осаждается или диспрегируется в процессе механического легирования или в процессе спекания механически легированных порошков, в результате чего получают металлический материал, обладающий высокой твердостью, прочностью и вязкостью.
23. Способ по любому из пп.15-22, при котором смесь нанокристаллического металла содержит 0-40 мас.% другого элемента, а формование спеканием осуществляют при температуре на 10% ниже точки плавления.
24. Способ изготовления нанокристаллической стали, обладающей высокой твердостью, прочностью и вязкостью, включающий:
- механическое легирование порошков компонентов, образующих сталь, при помощи шаровой мельницы или аналогичного устройства для получения таким образом нанокристаллических порошков, образующих сталь: и
- обработку порошков, образующих сталь, спеканием, например прокаткой в оболочке, электроразрядным спеканием, экструзией или штампованием взрывом при температуре, вызывающей сверхпластичность, или близкой к ней.
25. Способ изготовления нанокристаллического чугуна, обладающего высокой твердостью, прочностью и вязкостью, включающий:
- механическое легирование порошков компонентов, образующих чугун, с помощью шаровой мельницы или аналогичного устройства для изготовления таким образом нанокристаллических порошков, образующих чугун; и
- обработку порошков, образующих чугун, спеканием, например прокаткой в оболочке, электроразрядным спеканием, экструзией или штампованием взрывом при температуре, вызывающей сверхпластичность, или близкой к ней.
26. Способ изготовления изделий из нанокристаллической стали, обладающей высокой твердостью, прочностью и вязкостью, включающий:
- механическое легирование порошков компонентов, образующих сталь, с помощью шаровой мельницы или аналогичного устройства, для изготовления таким образом нанокристаллических порошков, образующих сталь;
- обработку порошков, образующих сталь, спеканием, например прокаткой в оболочке, электроразрядным спеканием, экструзией или штампованием взрывом, для получения стали; и
- обработку стали при температуре, вызывающей сверхпластичность, или близкой к ней.
27. Способ изготовления изделий из нанокристаллического чугуна, обладающего высокой твердостью, прочностью и вязкостью, включающий:
- механическое легирование порошков компонентов, образующих чугун, с помощью шаровой мельницы или аналогичного устройства для изготовления таким образом нанокристаллических порошков, образующих чугун;
- обработку порошков компонентов, образующих чугун, спеканием, например прокаткой в оболочке, электроразрядным спеканием, экструзией или штампованием взрывом, для получения чугуна; и
- обработку чугуна при температуре, вызывающей сверхпластичность, или близкой к ней.
Согласно данному изобретению при применении механического размалывания (МР) или механического легирования (МС) к порошковому материалу одного металла с добавлением другого элемента получают порошок со структурой из сверхмелких кристаллических зерен. Спекая такие порошки при температуре на 10% ниже температуры плавления этих порошков, можно легко получить металлический материал.
При механическом легировании (МС) смеси порошков фактически одного металла, например железа, кобальта, никеля, алюминия, и добавленного углерода, ниобия, тантала или аналогичного элемента получают структуру из еще более мелких, сверхмелких кристаллических зерен. Спекая такие порошки, получают материал со структурой из нанокристаллических зерен, обладающий более высокой прочностью и твердостью, чем материал, полученный плавлением.
Путем подбора размера кристаллического зерна, состава композиции и т.п. нанокристаллическому материалу придают сверхпластичность, и это явление можно эффективно использовать в процессе формования спеканием порошков, полученных механическим легированием (МС).
Краткое описание графических материалов
Фиг.1 - средние диаметры кристаллических зерен каждого элемента после 50-часового процесса механического легирования (МС) порошков железа, кобальта и никеля с другим элементом (А), добавленным в количестве 15 ат.%, в соответствии с одним из примеров изобретения.
Фиг.2 - график зависимости между диаметром кристаллического зерна железа DFe, используемого в одном из примеров изобретения, и логарифмом logβ коэффициента сегрегации β по границам зерен растворенного добавленного элемента.
Фиг.3 - график зависимости между диаметром кристаллического зерна кобальта DCo, используемого в одном из примеров изобретения, и логарифма logβ коэффициента сегрегации β по границам зерен растворенного добавленного элемента.
Фиг.4 - график зависимости между диаметром D кристаллического зерна образца, используемого в одном из примеров изобретения, и количеством добавленного тантала (в ат.%).
Варианты изобретения, которым отдается предпочтение
Ниже описываются некоторые варианты осуществления изобретения. В одном из вариантов методы механического размалывания (МР) или механического легирования (МС) применяют к элементарным порошкам отдельных металлов, например железа, кобальта, никеля, алюминия и меди, с добавлением других элементов или без добавления, используя шаровую мельницу или аналогичное устройство, при комнатной температуре в атмосфере аргона или другой атмосфере.
Зерна кристаллов при механическом размалывании или механическом легировании порошков легко уменьшаются до диаметра приблизительно 10-20 нанометров в результате механической энергии, создаваемой при измельчении шарами. Например, железо, диаметр зерна которого уменьшен приблизительно до 25 нанометров, имеет твердость по Виккерсу приблизительно 1000.
Затем механически размолотые или механически легированные порошки загружают под вакуумом в трубу из нержавеющей стали с внутренним диаметром около 7 мм для формования спеканием методом прокатки в оболочке при температуре, которая как максимум на 10% ниже точки плавления. Таким образом, например, можно легко изготовить железный лист толщиной 1,5 мм с условным пределом текучести по меньшей мере 1,5 ГПа.
Если механическое легирование (МС) применяют к смеси порошков, включающей элементарные порошки железа, кобальта, никеля, алюминия, меди и подобных элементов, с другими элементами, например углеродом, ниобием и титаном, добавляемыми к вышеупомянутым элементам в количестве приблизительно 0,5-15 мас.%, используя шаровую мельницу или аналогичное устройство, порошки становятся сверхтонкими, то есть их кристаллические зерна имеют размер в несколько нм.
Если количество кислорода в виде оксида металла или полуметалла, который неизбежно попадает в порошки, подвергающиеся механическому легированию (МС), отрегулировать, как правило, приблизительно до 0,5 мас.%. он в дальнейшем может предотвратить укрупнение кристаллических зерен в процессе формования спеканием. Чтобы усилить эффект предотвращения укрупнения, желательно добавлять к порошкам, подвергающимся механическому легированию, 1-10 об.%, лучше 3-8 об.% диспергатора, например AlN и NbN.
В данном изобретении механическое размалывание (МР) или механическое легирование (МС) применяют к порошкам отдельных металлов, например железа, кобальта, никеля, алюминия, меди, с добавлением к ним других элементов или без добавления, для получения порошков со структурой из кристаллических зерен наноразмеров. Затем, после формования металлических порошков спеканием, например прокаткой в оболочке или экструзией, количество кислорода в форме оксида металла, который неизбежно образуется в процессе механического размалывания (МР) или механического легирования (МС), регулируют приблизительно до 0,5 мас.% и тем самым сдерживают укрупнение кристаллических зерен в результате эффекта закрепления этого оксида по границам кристаллических зерен. Таким образом, можно эффективно изготавливать нанокристаллические материалы.
Примеры
Ниже со ссылками на графические материалы приведены примеры осуществления изобретения.
Пример 1
На фиг.1 показаны изменения среднего диаметра кристаллического зерна каждого элемента, подвергавшегося механическому легированию, то есть железа, кобальта и никеля, при 50-часовом механическом легировании (МС) порошковой смеси с составом M85A15 (ат.%) (М - железо, кобальт или никель), которая дополнительно содержала 15 ат.% углерода (С), ниобия (Nb), тантала (Та), титана (Ti) и т.д. в качестве других элементов (А).
На фиг.1 DFe, DCo и DNi - средний диаметр кристаллических зерен (в нм) механически легированного железа, кобальта и никеля, соответственно. Из фиг.1 видно, что уменьшению диаметра кристаллических зерен каждого из элементов - железа, кобальта и никеля, можно способствовать эффективнее путем механического легирования с добавлением углерода, ниобия, тантала, титана и т.д., при этом кристаллические зерна всех трех вышеуказанных элементов уменьшаются до наноразмеров.
Установлено также, что уменьшению кристаллических зерен меди, алюминия и титана также способствует добавление к ним других элементов, и что углерод, фосфор и бор являются особенно эффективными. Здесь надо отметить, что другие используемые элементы включают углерод (С), ниобий (Nb), тантал (Та), фосфор (Р), бор (В) или аналогичный элемент, и что данные, касающиеся азота (N), относятся только к железу.
На фиг.2 изображен график зависимости между диаметром кристаллического зерна железа DFe, используемого в одном из примеров, и логарифмом logβ коэффициента сегрегации β по границам зерен добавляемого элемента А в железе.
Добавляемым элементом А, например, может быть углерод (С), азот (N), тантал (Та) и ванадий (V).
Из фиг.2 видно, что чем больше значение logβ, тем сильнее эффект уменьшения кристаллических зерен в процессе МС.
На фиг.3 изображен график зависимости между диаметром кристаллического зерна кобальта DCo и логарифмом logβ коэффициента сегрегации β по границам зерен добавляемого элемента А в кобальте.
Добавляемым элементом А, например, может быть углерод (С), азот (N) и тантал (Та).
Из фиг.2 видно, что чем больше значение logβ, тем сильнее эффект уменьшения кристаллических зерен в процессе МС.
Пример 2
На фиг.4 изображен график зависимости между средним диаметром кристаллического зерна D (в нм) смеси Fe64-yCr18Ni8Tay10 (в ат.%), где y=0-15, полученной после 100-часовой обработки методом МС порошковой смеси элементов: железа, никеля и тантала с добавлением к ним нитрида железа и тантала в количестве y (ат.%).
Из фиг.4 видно, что отмеченное влияние добавляемых элементов А, имеющих большой коэффициент сегрегации β по границам зерен, на уменьшение размеров зерен в двойных материалах, состоящих из Fe и А, также отмечено и во многокомпонентных материалах на основе Fe.
Пример 3
Порошковый образец Fe99,8Co0,2 (мас.%) получали методом механического легирования (МС) порошковой смеси железа и углерода в течение 200 часов. Затем образец под вакуумом помещали в трубу из нержавеющий стали. Уплотнение (т.е. спекание) размещенного в трубе порошка осуществляли методом прокатки в оболочке (ПО) при температуре 900°С и получали материал, приведенный в таблице 1.
| Таблица 1 Средний диаметр кристаллического зерна D, показатель твердости по Виккерсу Hv и количество кислорода после анализа материала Fe99,8Co0,2 (мас.%), полученного путем прокатки в оболочке (ПО) механически сплавленных при температуре 900°С порошков железа и углерода |
|||
| Образец | D (нм) | Hv | Кислород (мас.%) |
| Материал, полученный методом МС* | 23 | 980 | 0,485 |
| * - значение D было вычислено по уравнению Шерера, а значок * означает, что толщина материала составляла приблизительно 1,4 мм. | |||
Из Примера 3 и Таблицы 1 видно, что в соответствии с изобретением твердость по Виккерсу Hv полученного материала повысилась в результате уменьшения кристаллических зерен до наноразмеров и превысила твердость закаленного материала, имеющего мартенситную структуру высокоуглеродистой стали.
Пример 4
Порошки сплавов (a) Fe86Cr13N1 (мас.%) и (b) Fe69,25Cr20Ni8Ta2N0,75 (масс.%) изготавливали методом механического легирования (МС) порошковых смесей, включавших порошки железа, хрома, никеля и тантала, а также нитрида железа (содержавшего 8,51 мас.% азота) в атмосфере аргона, используя шаровую мельницу.
Затем эти порошки помещали в графитовую матрицу с внутренним диаметром 40 мм и матрицу помещали в вакуум для электроразрядногоспекания (ИПС) при 900°С, после чего спеченный материал подвергали горячей прокатке при той же температуре, отжигали при 1150°С в течение 15 минут и наконец охлаждали водой. В Таблице 2 приведен средний диаметр кристаллического зерна d, твердость Hv, предел прочности на растягивание σВ, удлинение δ и количество кислорода и азота после анализа прокатанных/отожженных продуктов.
| Таблица 2 Средний диаметр кристаллического зерна d, твердость Hv, предел прочности на растягивание σВ, удлинение δ и количество кислорода и азота после анализа образовавшихся материалов (искровое плазменное спекание (вакуум, 900°С) плюс прокатка (вакуум, 900°С) плюс отжиг (1,150°С×15 мин./охлаждение в воде), полученных из механически сплавленных образцов порошков (a) Fe86Cr13N1 (мас.%) и (b) Fe69,25Cr20Ni8Та2N0,75 (мас.%) |
|||||||
| Образец | d (нм) | Hv | σВ, МПа | δ, % |
Кислород, мас.% | Азот, мас.% | |
| А | В | ||||||
| а | 20 | 200 | 770 | 2200 | 15 | 0,502 | 1,02 |
| b | 17 | 150 | 680 | 2050 | 20 | 0,544 | 0,746 |
| А - образец механически сплавленного порошка, В - образец полученного материала, * - количество кислорода в порошках до МС составляло 0,23-0,28 мас.%. |
|||||||
Из Таблицы 2 видно, что хотя и наблюдается значительное увеличение кристаллического зерна и во время спекания, и во время отжига, оба полученных образца все же сохраняют структуру из кристаллических зерен наноразмеров. Это могло быть обусловлено закреплением по границам кристаллических зерен оксидов металла или полуметалла, образованных кислородом, который содержался в механически легированных порошках.
Также установлено, что благодаря твердому раствору азота и сверхмалым размерам кристаллических зерен намного улучшились твердость Hv и предел прочности на растягивание σВ обоих сплавов.
Чтобы использовать сверхпластичность, вызванную в порошковых материалах спеканием, очень важно уменьшить кристаллические зерна до сверхмелких размеров и максимально снизить рост кристаллических зерен в процессе деформации, обусловленной сверхпластичностью.
Согласно данному изобретению процессы спекания, использующие сверхпластичность, легко осуществлять, так как порошки со сверхмелкими, наноразмерными кристаллическими зернами довольно легко изготавливать путем механического легирования (МС) исходных порошков и благодаря тому, что оксиды металлов, неизбежно образующиеся в результате механического легирования (МС), предотвращают увеличение зерна во время спекания.
Ниже приведены примеры формования спеканием, использующего сверхпластичность в соответствии с изобретением, со ссылками на Таблицы 3, 4 и 5.
Пример 5
В соответствии с данным изобретением процесс формования спеканием, использующий сверхпластичность, эффективно осуществляли на порошках, полученных путем механического легирования (МС) материала углеродной стали с составом заэвтектоидной стали, в частности с содержанием углерода 0,765-2,14 мас.%. Ниже приводится один пример.
Порошки сплава, имеющего состав заэвтектоидной стали Fe96,1-x1,5Cr1,7Mn0,5N0,2Six (мас.%), где х=1-3, были приготовлены в шаровой мельнице методом механического легирования (МС, атмосфера аргона) смеси порошков углерода, хрома, марганца и кремния с нитридом железа с содержанием азота 8.51 мас.%. Порошки помещали в графитовую матрицу с внутренним диаметром 40 мм для 15-минутного горячего прессования в вакууме при 750°С и давлении 60 МПа и получали таким образом предварительно спеченную массу в виде заготовки диаметром 40 мм и толщиной приблизительно 5 мм.
Затем на заготовку воздействовали сжимающей нагрузкой при 800°С и скорости деформации 10-4/c в течение 30 минут в направлении ее толщины, чтобы получить продукт спекания. В Таблице 3 приведены средний диаметр кристаллического зерна d, твердость Hv, предел прочности на растягивание σВ, удлинение δ и количество кислорода и азота, полученные при анализе образовавшегося продукта при разных концентрациях Si (x, y мас.%).
Следует отметить, что азот был включен в данный образец сплава для увеличения его прочности.
Из данных Таблицы 3 и величины твердости Hv при обычной температуре видно, что процесс спекания этих образцов при 800°С становится более эффективным при концентрации Si 2 мас.% или выше.
Предпочтительно, чтобы концентрация Si была в пределах 2,0-3,5 мас.%.
| Таблица 3 Зависимость между концентрацией Si в образцах с Fe96,1-x 1,5Cr 1,7Mn 0,5N 0,2Six (масс.%, где х=1-3), полученных механическим сплавлением и уплотнением во время формования спеканием, и механическими свойствами полученных образцов |
|||||
| Концентрация Si (х, мас.%) | 1,0 | 1,5 | 2,0 | 2,5 | 3,0 |
| d* (нм) | 4,400 | 3,200 | 290 | 240 | 210 |
| Hv | 200 | 230 | 570 | 610 | 650 |
| σВ (МПа) | - | - | 1,220 | 1,350 | 1,430 |
| δ (%) | - | - | 24 | 15 | 12 |
| Кислород (мас.%) | 0,445 | 0,506 | 0,496 | 0,431 | 0,543 |
| Азот (мас.%) | 0,202 | 0,198 | 0,207 | 0,210 | 0,204 |
| * означает, что механически сплавленные порошки при каждой концентрации х имеют средний диаметр зерен 7-20 нм. | |||||
Пример 6
Согласно данному изобретению процесс формования спеканием, использующим сверхпластичность, эффективно осуществляли на порошках, полученных путем механического легирования (МС) материала с составом чугуна или белого чугуна с содержанием углерода 2,2-4,3 мас.%. Ниже приводится один пример.
Как и в Примере 5, порошки с составом чугуна Fe94,3С3,5Cr2N0,2 (мас.%) получали методом механического легирования (МС) смеси порошков железа, углерода, хрома и нитрида железа с содержанием азота 8,51 мас.%. Порошки помещали в графитовую матрицу с внутренним диаметром 40 мм для 15-минутного горячего прессования в вакууме при 700°С и давлении 60 МПа для получения таким образом предварительно спеченной массы в виде заготовки диаметром 40 мм и толщиной приблизительно 5 мм. Затем на заготовку воздействовали сжимающей нагрузкой со скоростью деформации 10-4/с в течение 30 минут в направлении ее толщины при температурах 550°С, 600°С, 650°С, 700°С и 750°С для получения продукта спекания. В Таблице 4 приведены: средний диаметр кристаллического зерна d, твердость Hv, предел прочности на растягивание σВ, удлинение δ и количество кислорода и азота в полученном продукте при разных температурах спекания.
| Таблица 4 Температуры формования спеканием полученного в результате механического сплавления (МС) порошка Fe94,3С3,5Cr2N0,2 (мас.%) и механические свойства полученных изделий |
|||||
| Т (°С) | 550 | 600 | 650 | 700 | 750 |
| d* (нм) | 2,080 | 2,510 | 150 | 230 | 270 |
| Hv | 145 | 210 | 810 | 740 | 690 |
| σВ (МПа) | - | - | 1,610 | 1,530 | 1,380 |
| δ (%) | - | - | 10 | 17 | 23 |
| Кислород (мас.%) | 0,503 | 0,469 | 0,457 | 0,432 | 0,425 |
| Азот (мас.%) | 0,205 | 0,208 | 0,201 | 0,204 | 0,207 |
Из данных Таблицы 4 и показателей твердости при обычной температуре установлено, что эффективность процесса спекания каждого образца увеличивается при температурах 650°С и выше.
Пример 7
Как и в Примере 6, порошки сплавов (a) Ti88Ta6Nb4Fe2 (мас.%), (b) Ti88Nb6Zr4Fe2 (мас.%) и (с) Ti88Zr6Ta4Fe2 (мас.%) получали путем механического легирования (МС) смеси элементарных порошков титана, тантала, ниобия, циркония, и железа. Порошки помещали в графитовую матрицу с внутренним диаметром 40 мм для 15-минутного горячего прессования в вакууме при 700°С и давлении 60 МПа для получения таким образом предварительно спеченной массы в виде заготовки диаметром 40 мм и толщиной приблизительно 5 мм.
Затем на заготовку воздействовали сжимающей нагрузкой со скоростью деформации 10-4/c в течение 30 минут в направлении ее толщины, изменяя температуры для определения температуры TСП, при которой появляется сверхпластичность и резко возрастает твердость предварительно спеченного материала в условиях нормальной температуры. Результаты приведены в Таблице 5.
| Таблица 5 Механические свойства сформованных изделий, полученных из механически сплавленных порошков (a) Ti88Ta6Nb4Fe2 (мас.%), (b) Ti88Nb6Zr4Fe2 (мас.%) и (с) Ti88Zr6Ta4Fe2 (мас.%), и температура появления сверхпластичности во время формования |
||||||
| Образцы | d* (нм) | Hv | σВ (МПа) | δ (%) | Т (°С) | Кислород |
| А | 150 | 720 | 1,700 | 10 | 910 | 0,551 |
| В | 190 | 650 | 1,610 | 14 | 890 | 0,603 |
| С | 240 | 590 | 1,540 | 22 | 850 | 0,675 |
| * - означает, что средний диаметр кристаллического зерна в механически сплавленных порошках составлял 14-20 нм. | ||||||
В частности, в Таблице 5 приведены следующие данные: средний диаметр кристаллического зерна d, твердость Hv, предел прочности на растягивание σВ, удлинение δ и количество кислорода в сформованном изделии, полученном при заданной сжимающей нагрузке, температуре на 50°С выше температуры ТСП и скорости деформации 10-4/с в течение 30 минут.
Из Примера 5 (Таблица 3), Примера 6 (Таблица 4) и Примера 7 (Таблица 5) видно, что для сформованных спеканием изделий, которые состоят из нанокристаллов, существует определенная температура, при которой появляется сверхпластичность, в зависимости от размера, состава и других характеристик кристаллического зерна, и что сверхпластичность, которая возникла при такой температуре или близкой к ней, дает возможность более эффективно соединять нанокристаллические зерна в процессе формования спеканием, что дает возможность получать материал, который при обычной температуре имеет очень высокую твердость.
Из примера 5 (Таблица 3) видно, что при концентрации Si более 2% процесс спекания может протекать более эффективно, поскольку наличие Si ведет к заметному предотвращению роста зерна под воздействием сжимающей нагрузки.
Из Примера 7 (Таблица 5) видно, что согласно изобретению даже сплавы, имеющие высокую точку плавления, например титановые сплавы, механическим легированием можно измельчать в порошки, состоящие из кристаллических зерен наноразмеров, и из них можно получать материалы формованием спеканием при относительно низких температурах.
Пример 8
Порошки сплавов (a) Al93,5Cu6Zr0,5 (мас.%), (b) Cu87Al10Fe3 (мас.%) и (с) Ni48,25Cr39Fe10T1,75Al1 (мас.%), полученные путем механического легирования (МС), проявляют сверхпластичность при температуре, равной или приближающейся к 430°С, 750°С и 770°С, соответственно, и каждая температура была приблизительно на 50°С ниже температуры, при которой возникает сверхпластичность сплава, получаемого плавлением.
Главные причины этого могут состоять в том, что кристаллические зерна в предлагаемом нанокристаллическом материале уменьшены до сверхмалых размеров, и оксид металла или аналогичное соединение, присутствующее между и/или в нанокристаллических зернах, ведет себя как эффективный ингибитор роста зерна.
Согласно изобретению труднообрабатываемые материалы, например чугун, материалы с высокой точкой плавления или титановые сплавы, применение которых ограничено из-за их хрупкости, можно превратить в материалы, обладающие высокой твердостью, прочностью и вязкостью путем изготовления нанокристаллических порошков механическим легированием (МС) и формованием спеканием, использующим сверхпластичность, чего нельзя было достигнуть известными способами. Таким образом, данное изобретение дает возможность получать совершенно новый материал с высокой твердостью, прочностью и вязкостью (в виде агрегата из нанокристаллических зерен), как показано в примерах 6 и 7.
Возможное применение изобретения в промышленности
Нанокристаллические металлические материалы, полученные в соответствии с данным изобретением, наиболее целесообразно применять в следующих областях.
(1) Подшипники
При использовании предлагаемого нанокристаллического металлического материала для вращающихся частей подшипников можно значительно уменьшить количество используемого материала благодаря его прочности, что не только сэкономит используемый материал, но и позволит значительно уменьшить энергию во время работы подшипника за счет значительного снижения центробежной силы движущейся детали подшипника.
(4) Зубчатые передачи
Металлические материалы, используемые для изготовления большинства зубчатых передач, должны обладать противоречивыми свойствами: износостойкостью поверхности (поверхности головки зуба) и внутренней прочностью. Поэтому для обеспечения дополнительной твердости необходима обработка поверхности и приходится применять сложные технологии, включающие, например, цементацию поверхности головки зуба, закалку и отпуск. Однако, если для этих целей использовать предлагаемый сверхтвердый нанокристаллический материал, изготовленный методом экструзии, можно обойтись и без дополнительной специальной обработки.
(3) Инструменты для горячей обработки и экструзии
Закаленные и отпущенные материалы, которые часто используются в инструментах для резания при высоких температурах, например молибденовые стали для высокоскоростного резания, обладают свойством быстро размягчаться при температуре выше 400°С вследствие того, что матрица материала состоит из отпущенной мартенситной фазы, которая становится нестабильной при повышении температуры. Предлагаемый же нанокристаллический металлический материал благодаря тому, что его матрица сама по себе представляет собой стабильную фазу и поэтому не размягчается при высоких температурах, является более подходящим материалом для инструментов, предназначенных для горячей обработки.
Предлагаемый нанокристаллический металлический материал в силу того, что его матрица относительно теплостойкая, можно более эффективно использовать для экструзионных инструментов, подвергающимся значительным термальным изменениям в процессе использования.
(4) Медицинские и подобные инструменты
В отличие от хромоникелевых аустенитных нержавеющих сталей материалы на основе титана или высокоазотистые хромомарганцевые аустенитные стали не вызывают воспаления кожи или болезни кожи и поэтому их можно использовать в качестве материала для хирургических скальпелей, медицинских низкотемпературных инструментов, инструмента с острыми кромками, например ножей, инструментов и т.п. общего назначения.
Claims (19)
1. Нанокристаллический металлический материал, имеющий высокую твердость, прочность и вязкость, выполненный в виде агрегата из металлических нанокристаллических зерен, который содержит 0,4-5,0 мас.% азота.
2. Нанокристаллический металлический материал по п.1, в котором агрегат из металлических нанокристаллических зерен содержит 0,4-2,0 мас.% азота.
3. Нанокристаллический металлический материал по п.1 или 2, который дополнительно содержит металлический элемент, имеющий большее сродство с азотом, чем нанокристаллический металл, и предотвращающий денитрификацию агрегата из нанокристаллических зерен во время формования спеканием.
4. Нанокристаллический металлический материал по п.1, в котором компонентом, служащим для образования металлического материала, является по крайней мере один из элементов, выбранный из группы, в которую входят алюминий, магний, цинк, титан, кальций, бериллий, сурьма, иттрий, скандий, индий, уран, золото, серебро, хром, цирконий, олово, вольфрам, тантал, железо, никель, кобальт, медь, ниобий, платина, ванадий, марганец, молибден, лантан, родий, углерод, кремний, бор, азот и фосфор.
5. Нанокристаллический металлический материал по любому из пп.1-3, в котором компонентом, служащим для образования металлического материала, является элемент платиновой группы, применяемый в стоматологии.
6. Нанокристаллический металлический материал по любому из пп.1-3, в котором нанокристаллическим материалом является одно или два или более интерметаллических соединений, выбранных из группы, которая состоит из Ni3Al, Fe3Al, FeAl, Ti3Al, TiAl, TiAl3, ZrAl3, NbAl3, NiAl, Nb2Al, MoSi2, Nb5Si3, Ti5Si3, Nb2Be17, Со3Ti, Ni3(Si, Ti), SiC, Si3N4, AlN, TiNi, ZrB2, HfB2, Cr3С2, или Ni3Al-Ni3Nb.
7. Нанокристаллический металлический материал по любому из пп.1-3, в котором металлические нанокристаллические зерна получены механическим размалыванием или механическим легированием с использованием шаровой мельницы.
8. Способ изготовления нанокристаллического металлического материала, включающий механическое легирование компонентов нанокристаллического металлического материала с веществом, которое становится источником азота, с использованием шаровой мельницы с получением мелкозернистых порошков нанокристаллического металлического материала с высоким содержанием азота, уплотняющую обработку порошков нанокристаллического материала методом, выбранным из группы, которая состоит из горячего прессования, электроразрядного спекания, прокатки в оболочке и комбинации из двух или более методов, формование спеканием полученных уплотненных порошков металлического материала путем экструзии и/или штамповки взрывом, прокатку сформованного спеканием металлического материала при необходимости придания ему заданной формы с получением металлического материала, имеющего высокую твердость, прочность и вязкость.
9. Способ по п.8, в котором веществом, которое становится источником азота, служит нитрид металла.
10. Способ по п.8, в котором веществом, которое становится источником азота, служит газообразный N2 или NH3.
11. Способ по п.8, в котором механическое легирование осуществляют в атмосфере газа, выбранного из группы, состоящей из инертного газа, такого как аргон, N3, NH3, или смеси по крайней мере двух из этих газов.
12. Способ по п.11, в котором атмосфера, в которой осуществляют механическое легирование, содержит восстановитель, такой как газообразный H2.
13. Способ по п.8, в котором средой, в которой осуществляют механическое легирование, является вакуум, вакуум с восстановителем, таким как газообразный Н2, или восстановительная атмосфера.
14. Способ по любому из пп.8-13, включающий смешивание порошков компонентов нанокристаллического металлического материала с 1-10 об.% нитрида металла или с 0,5-10 мас.% металла, имеющего большее сродство с азотом, чем нанокристаллический металл, и с веществом, которое становится источником азота, механическое легирование полученной смеси с использованием шаровой мельницы с изготовлением таким образом мелкозернистых порошков нанокристаллического металла и уплотняющую обработку порошка и формирование спеканием по п.8, в результате чего нитрид диспергируется, или нитрид или карбонитрид осаждается или диспергируется в процессе механического легирования, в процессе уплотняющей обработки или в процессе формования спеканием указанных порошков.
15. Способ по любому из пп.8-13, в котором смесь нанокристаллического металла содержит 0,5-40 мас.% другого элемента, а формование спеканием по п.8 осуществляют при температуре, которая по крайней мере на 10% ниже точки плавления или температуры плавления нанокристаллического материала.
16. Способ по п.8, при котором формование спеканием порошков, которые образуют металлический материал в виде стали, осуществляют при температурах, вызывающих суперпластичность или близких к ним.
17. Способ по п.8, при котором полученный в результате формования спеканием металлический материал в виде стали обрабатывают при температурах, вызывающих суперпластичность, или близких к ним.
18. Способ по п.8, при котором формование спеканием порошков, которые образуют металлический материал в виде чугуна, осуществляют при температурах, вызывающих суперпластичность, или близких к ним.
19. Способ по п.8, при котором полученный в результате формования спеканием металлического материала в виде чугуна обрабатывают при температурах, вызывающих суперпластичность, или близких к ним.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JPJP2002-287950 | 2002-09-30 | ||
| JP2002287950 | 2002-09-30 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2005109265A RU2005109265A (ru) | 2006-02-20 |
| RU2324576C2 true RU2324576C2 (ru) | 2008-05-20 |
Family
ID=32040626
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005109265/02A RU2324576C2 (ru) | 2002-09-30 | 2003-09-30 | Нанокристаллический металлический материал с аустенитной структурой, обладающий высокой твердостью, прочностью и вязкостью, и способ его изготовления |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20060127266A1 (ru) |
| EP (1) | EP1548138A4 (ru) |
| CN (1) | CN1685071A (ru) |
| AU (1) | AU2003266721A1 (ru) |
| RU (1) | RU2324576C2 (ru) |
| UA (1) | UA77578C2 (ru) |
| WO (1) | WO2004029313A1 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2398027C1 (ru) * | 2008-12-29 | 2010-08-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ГОУВПО "КубГТУ") | Способ получения наноструктурированных покрытий никель-алюминий с эффектом памяти формы на стали |
| RU2425166C1 (ru) * | 2010-06-03 | 2011-07-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский государственный технический университет" | Способ получения механически легированной азотсодержащей стали |
| RU2427451C2 (ru) * | 2009-11-16 | 2011-08-27 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный Научно-Исследовательский Институт Конструкционных Материалов "Прометей" (Фгуп "Цнии Км "Прометей") | Способ получения нанокристаллического магнитного порошка для создания широкополосных радиопоглощающих материалов |
Families Citing this family (53)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003002243A2 (en) | 2001-06-27 | 2003-01-09 | Remon Medical Technologies Ltd. | Method and device for electrochemical formation of therapeutic species in vivo |
| US7615446B2 (en) * | 2005-10-13 | 2009-11-10 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Charge trap flash memory device, fabrication method thereof, and write/read operation control method thereof |
| CN100351409C (zh) * | 2005-12-30 | 2007-11-28 | 北京科技大学 | 一种纳米SiC/Bi2Te3基热电材料的制备方法 |
| US8840660B2 (en) | 2006-01-05 | 2014-09-23 | Boston Scientific Scimed, Inc. | Bioerodible endoprostheses and methods of making the same |
| US8089029B2 (en) | 2006-02-01 | 2012-01-03 | Boston Scientific Scimed, Inc. | Bioabsorbable metal medical device and method of manufacture |
| US8048150B2 (en) | 2006-04-12 | 2011-11-01 | Boston Scientific Scimed, Inc. | Endoprosthesis having a fiber meshwork disposed thereon |
| US8052743B2 (en) | 2006-08-02 | 2011-11-08 | Boston Scientific Scimed, Inc. | Endoprosthesis with three-dimensional disintegration control |
| CA2663220A1 (en) | 2006-09-15 | 2008-03-20 | Boston Scientific Limited | Medical devices and methods of making the same |
| EP2399616A1 (en) | 2006-09-15 | 2011-12-28 | Boston Scientific Scimed, Inc. | Bioerodible endoprosthesis with biostable inorganic layers |
| JP2010503489A (ja) | 2006-09-15 | 2010-02-04 | ボストン サイエンティフィック リミテッド | 生体内分解性内部人工器官およびその製造方法 |
| CA2663271A1 (en) | 2006-09-15 | 2008-03-20 | Boston Scientific Limited | Bioerodible endoprostheses and methods of making the same |
| EP2068962B1 (en) | 2006-09-18 | 2013-01-30 | Boston Scientific Limited | Endoprostheses |
| KR100841418B1 (ko) | 2006-11-29 | 2008-06-25 | 희성금속 주식회사 | 방전플라즈마 소결법을 이용한 귀금속 타겟 제조 |
| US8080055B2 (en) | 2006-12-28 | 2011-12-20 | Boston Scientific Scimed, Inc. | Bioerodible endoprostheses and methods of making the same |
| CN100421787C (zh) * | 2007-03-23 | 2008-10-01 | 厦门大学 | 铂二十四面体纳米晶体催化剂及其制备方法和应用 |
| US8052745B2 (en) | 2007-09-13 | 2011-11-08 | Boston Scientific Scimed, Inc. | Endoprosthesis |
| US7998192B2 (en) | 2008-05-09 | 2011-08-16 | Boston Scientific Scimed, Inc. | Endoprostheses |
| US8236046B2 (en) | 2008-06-10 | 2012-08-07 | Boston Scientific Scimed, Inc. | Bioerodible endoprosthesis |
| US7985252B2 (en) | 2008-07-30 | 2011-07-26 | Boston Scientific Scimed, Inc. | Bioerodible endoprosthesis |
| US8382824B2 (en) | 2008-10-03 | 2013-02-26 | Boston Scientific Scimed, Inc. | Medical implant having NANO-crystal grains with barrier layers of metal nitrides or fluorides |
| US8267992B2 (en) | 2009-03-02 | 2012-09-18 | Boston Scientific Scimed, Inc. | Self-buffering medical implants |
| JP5445750B2 (ja) * | 2009-07-28 | 2014-03-19 | 公立大学法人大阪府立大学 | Ｎｉ３（Ｓｉ，Ｔｉ）系金属間化合物合金で形成された高温用軸受及びその製造方法 |
| JP4766408B2 (ja) | 2009-09-25 | 2011-09-07 | 日本発條株式会社 | ナノ結晶チタン合金およびその製造方法 |
| WO2011119573A1 (en) | 2010-03-23 | 2011-09-29 | Boston Scientific Scimed, Inc. | Surface treated bioerodible metal endoprostheses |
| US10234410B2 (en) | 2012-03-12 | 2019-03-19 | Massachusetts Institute Of Technology | Stable binary nanocrystalline alloys and methods of identifying same |
| CN102618774B (zh) * | 2012-04-17 | 2014-03-12 | 江苏大学 | 一种高强韧金属基纳米复合材料的制备方法 |
| EP2956180B1 (en) | 2013-02-15 | 2018-08-01 | Boston Scientific Scimed, Inc. | Bioerodible magnesium alloy microstructures for endoprostheses |
| JP6649876B2 (ja) | 2013-03-14 | 2020-02-19 | マサチューセッツ インスティテュート オブ テクノロジー | 焼結されたナノ結晶合金 |
| KR102100370B1 (ko) | 2013-04-26 | 2020-04-14 | 삼성디스플레이 주식회사 | 나노 결정 형성 방법 및 나노 결정의 형성된 박막을 포함한 유기 발광 표시 장치의 제조 방법 |
| CN103537688B (zh) * | 2013-10-11 | 2015-12-09 | 上海大学 | 一种用纳米粉体制备Fe-Al合金的方法 |
| JP2017501756A (ja) | 2013-10-29 | 2017-01-19 | ボストン サイエンティフィック サイムド，インコーポレイテッドＢｏｓｔｏｎ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｓｃｉｍｅｄ，Ｉｎｃ． | 体内プロテーゼ用の生侵食性マグネシウム合金マイクロ構造 |
| CN103572088B (zh) * | 2013-11-27 | 2015-09-09 | 山东建筑大学 | 具有纳米晶组织的钛基多孔烧结复合材料及其制备方法 |
| CN103817334B (zh) * | 2014-02-24 | 2015-09-30 | 重庆大学 | 一种Al-Zn复合材料及其固态合金化制备方法 |
| CN103990792B (zh) * | 2014-03-28 | 2016-05-04 | 燕山大学 | 一种制备颗粒强化金属基纳米复合材料的方法 |
| CN104372241B (zh) * | 2014-10-31 | 2016-06-15 | 中山市恒翔不锈钢丸有限公司 | 一种抗冲击的合金材料及其制备方法 |
| CN104630601A (zh) * | 2015-01-27 | 2015-05-20 | 安徽同盛环件股份有限公司 | 一种耐高温合金钢的制备工艺 |
| CN107427603A (zh) | 2015-03-11 | 2017-12-01 | 波士顿科学国际有限公司 | 用于内假体的生物溶蚀性镁合金微结构 |
| CN104910652B (zh) * | 2015-04-27 | 2017-07-28 | 昆山德泰新材料科技有限公司 | 一种铜基金属粉末颜料及其制备方法 |
| US11644288B2 (en) | 2015-09-17 | 2023-05-09 | Massachusetts Institute Of Technology | Nanocrystalline alloy penetrators |
| US11053562B2 (en) * | 2015-10-30 | 2021-07-06 | Hitachi, Ltd. | Dispersion strengthened austenitic stainless steel article, method for manufacturing same and product made of same |
| KR101736636B1 (ko) * | 2015-12-23 | 2017-05-17 | 주식회사 포스코 | 방진특성이 우수한 고Mn강판 및 그 제조방법 |
| CN106001560B (zh) * | 2016-05-25 | 2018-08-28 | 北京理工大学 | 一种纳米晶银块体的制备方法 |
| JP2020518726A (ja) * | 2017-05-04 | 2020-06-25 | マサチューセッツ インスティテュート オブ テクノロジー | 鉄含有合金、ならびに関連する系および方法 |
| CN108218436B (zh) * | 2018-01-23 | 2021-05-07 | 中国航发北京航空材料研究院 | 一种降低ZrB2-SiC陶瓷材料烧结温度的方法 |
| CN108588530B (zh) * | 2018-05-07 | 2020-03-13 | 西安工业大学 | 低密度耐热铁基合金及其制备方法 |
| CN109778085B (zh) * | 2019-03-14 | 2020-04-17 | 安徽智磁新材料科技有限公司 | 具有良好韧性的非晶合金及其制备方法 |
| CN110153667B (zh) * | 2019-05-06 | 2022-04-05 | 浙江超亿消防装备有限公司 | 一种自动抓取消防阀体塑帽的装配装置 |
| CN110578082A (zh) * | 2019-06-20 | 2019-12-17 | 西安工业大学 | 一种高强高导热率铁基合金及其制备方法 |
| CN112111684B (zh) * | 2020-10-10 | 2021-11-30 | 广东博杰特新材料科技有限公司 | 3D打印三元硼化物Mo2NiB2合金粉末及其生产工艺 |
| CN113621844A (zh) * | 2021-08-10 | 2021-11-09 | 湖南金天铝业高科技股份有限公司 | 颗粒增强钛基复合材料及其制备方法 |
| CN116179879B (zh) * | 2022-12-14 | 2024-06-07 | 宁波伏尔肯科技股份有限公司 | 一种废旧钢材铝基碳化硅的制备方法 |
| CN116837251B (zh) * | 2023-06-13 | 2025-07-18 | 武汉大学 | 一种核壳-梯度结构医用高强低弹钛锌复合材料及其制备方法和应用 |
| CN119973103A (zh) * | 2025-03-03 | 2025-05-13 | 哈尔滨工业大学(深圳)(哈尔滨工业大学深圳科技创新研究院) | 一种超高强度纯金属及其制备方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1431882A (en) * | 1972-02-04 | 1976-04-14 | Secretary Industry Brit | Dispersion strnegthened metals and alloys |
| RU2048582C1 (ru) * | 1992-12-18 | 1995-11-20 | Совместное советско-британское предприятие "Росбри-Интернейшнл Лимитед" | Спеченный аустенитный чугун |
| RU2139839C1 (ru) * | 1993-10-27 | 1999-10-20 | Х.К.Штарк ГмбХ Унд Ко. КГ | Способ получения спеченных изделий из поверхностно-модифицированного порошка и полученное по нему спеченное металлическое и/или керамическое изделие |
| EP1234894A1 (en) * | 2001-02-27 | 2002-08-28 | Hitachi, Ltd. | Corrosion resistant, high strength alloy and a method for manufacturing the same |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3714239C2 (de) * | 1987-04-29 | 1996-05-15 | Krupp Ag Hoesch Krupp | Verfahren zur Herstellung eines Werkstoffs mit einem Gefüge nanokristalliner Struktur |
| JPH05117716A (ja) * | 1991-09-03 | 1993-05-14 | Hiroshi Kimura | 機能材料の製造方法 |
| JP2843900B2 (ja) * | 1995-07-07 | 1999-01-06 | 工業技術院長 | 酸化物粒子分散型金属系複合材料の製造方法 |
| JPH1088289A (ja) * | 1996-09-12 | 1998-04-07 | Hitachi Ltd | 高耐食性高強度Ｃｒ−Ｍｎ系オーステナイト焼結鋼とその製造方法及びその用途 |
| JPH1143748A (ja) * | 1997-07-23 | 1999-02-16 | Hitachi Ltd | 高強度オーステナイト焼結鋼とその製造方法及びその用途 |
| US6746508B1 (en) * | 1999-10-22 | 2004-06-08 | Chrysalis Technologies Incorporated | Nanosized intermetallic powders |
| JP2001207202A (ja) * | 1999-11-19 | 2001-07-31 | Shigeru Mashita | 高保磁力を持つ金属バルク材の製造方法、それによって作った金属バルク材及びターゲット材 |
| JP3645811B2 (ja) * | 2000-12-28 | 2005-05-11 | 住友石炭鉱業株式会社 | ロータリテーブル式通電加圧焼結装置 |
| JP4975916B2 (ja) * | 2001-09-21 | 2012-07-11 | 株式会社日立製作所 | 高靭性高強度フェライト鋼とその製法 |
| UA77107C2 (en) * | 2002-09-27 | 2006-10-16 | Nano Technology Inst Inc | Nano-crystal material with structure of austenite steel having high hardness, strength and corrosion resistance, and method for producing thereof (variants) |
-
2003
- 2003-09-30 UA UAA200502747A patent/UA77578C2/uk unknown
- 2003-09-30 CN CNA038232758A patent/CN1685071A/zh active Pending
- 2003-09-30 EP EP03798565A patent/EP1548138A4/en not_active Withdrawn
- 2003-09-30 WO PCT/JP2003/012530 patent/WO2004029313A1/ja not_active Ceased
- 2003-09-30 US US10/529,587 patent/US20060127266A1/en not_active Abandoned
- 2003-09-30 AU AU2003266721A patent/AU2003266721A1/en not_active Abandoned
- 2003-09-30 RU RU2005109265/02A patent/RU2324576C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1431882A (en) * | 1972-02-04 | 1976-04-14 | Secretary Industry Brit | Dispersion strnegthened metals and alloys |
| RU2048582C1 (ru) * | 1992-12-18 | 1995-11-20 | Совместное советско-британское предприятие "Росбри-Интернейшнл Лимитед" | Спеченный аустенитный чугун |
| RU2139839C1 (ru) * | 1993-10-27 | 1999-10-20 | Х.К.Штарк ГмбХ Унд Ко. КГ | Способ получения спеченных изделий из поверхностно-модифицированного порошка и полученное по нему спеченное металлическое и/или керамическое изделие |
| EP1234894A1 (en) * | 2001-02-27 | 2002-08-28 | Hitachi, Ltd. | Corrosion resistant, high strength alloy and a method for manufacturing the same |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2398027C1 (ru) * | 2008-12-29 | 2010-08-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ГОУВПО "КубГТУ") | Способ получения наноструктурированных покрытий никель-алюминий с эффектом памяти формы на стали |
| RU2427451C2 (ru) * | 2009-11-16 | 2011-08-27 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный Научно-Исследовательский Институт Конструкционных Материалов "Прометей" (Фгуп "Цнии Км "Прометей") | Способ получения нанокристаллического магнитного порошка для создания широкополосных радиопоглощающих материалов |
| RU2425166C1 (ru) * | 2010-06-03 | 2011-07-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский государственный технический университет" | Способ получения механически легированной азотсодержащей стали |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU2003266721A1 (en) | 2004-04-19 |
| UA77578C2 (en) | 2006-12-15 |
| EP1548138A1 (en) | 2005-06-29 |
| US20060127266A1 (en) | 2006-06-15 |
| EP1548138A4 (en) | 2007-07-18 |
| RU2005109265A (ru) | 2006-02-20 |
| WO2004029313A1 (ja) | 2004-04-08 |
| CN1685071A (zh) | 2005-10-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2324576C2 (ru) | Нанокристаллический металлический материал с аустенитной структурой, обладающий высокой твердостью, прочностью и вязкостью, и способ его изготовления | |
| US7662207B2 (en) | Nano-crystal austenitic steel bulk material having ultra-hardness and toughness and excellent corrosion resistance, and method for production thereof | |
| EP1925683B1 (en) | Cobalt-base alloy with high heat resistance and high strength and process for producing the same | |
| KR100500772B1 (ko) | 합금 강, 합금 강으로 제조된 공구 그리고 합금 강 및 공구를 제조하기 위한 통합 방법 | |
| CN1230568C (zh) | 冷加工钢 | |
| JP3271040B2 (ja) | モリブデン合金及びその製造方法 | |
| JP5045972B2 (ja) | 粉末冶金で製造された高速度鋼 | |
| JP4703005B2 (ja) | スチール、該スチールの使用、該スチール製の製品および該スチールの製造方法 | |
| JPS63500950A (ja) | アルミニウムを含有する超高炭素鋼およびその処理方法 | |
| CN101421430A (zh) | 冷加工用钢 | |
| JP6345945B2 (ja) | 耐摩耗性に優れた粉末高速度工具鋼およびその製造方法 | |
| JP2932918B2 (ja) | α＋β型チタン合金押出材の製造方法 | |
| JP2004143596A (ja) | 高硬度・高強度で強靱なナノ結晶金属バルク材及びその製造方法 | |
| JP2006274323A (ja) | 高硬度で優れた耐食性を有するナノ結晶合金鋼粉末及び高強度・強靱で優れた耐食性を有するナノ結晶合金鋼バルク材並びにそれらの製造方法 | |
| JP2005281768A (ja) | 高硬度のナノ結晶白鋳鉄粉末及び高硬度・高強度で強靱なナノ結晶白鋳鉄バルク材並びにその製造方法 | |
| JPS62278250A (ja) | 分散強化型焼結合金鋼製ねじ転造ダイス | |
| Danninger et al. | Heat treatment and properties of precipitation hardened carbon-free PM tool steels | |
| JP2021147638A (ja) | 粉末高速度鋼 | |
| JP4281857B2 (ja) | 焼結工具鋼及びその製造方法 | |
| EP4623119A1 (en) | A powder metallurgical tool steel | |
| JP4277264B2 (ja) | 高温強度特性に優れた工具部材およびその製造方法 | |
| JP2005281769A (ja) | 高硬度の高炭素ナノ結晶鉄合金粉末及びバルク材並びにその製造方法 | |
| JP3507879B2 (ja) | 冷間工具鋼 | |
| EP4450186A1 (en) | Managing steel powder free from co, ti, and al | |
| JP7739005B2 (ja) | 析出硬化型ステンレス鋼と炭化物からなる焼結合金 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20101001 |