cvmetИзвестия вузов. Цветная металлургияIzvestiya. Non-Ferrous Metallurgy0021-34382412-8783НИТУ "МИСИС"10.17073/0021-3438-2015-4-15-24cvmet-230Research ArticleЛитейное производствоFoundryПОЛУЧЕНИЕ ЛИТЫХ ЭЛЕКТРОДОВ ИЗ НАНОМОДИФИЦИРОВАННОГО ВЫСОКОБОРИСТОГО СПЛАВА НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИДА НИКЕЛЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СФЕРИЧЕСКИХ ГРАНУЛ МЕТОДОМ ЦЕНТРОБЕЖНОГО РАСПЫЛЕНИЯFabrication of Cast Electrodes from Nanomodified Nickel Aluminide-Based High-Boron Alloy to Fabricate Spherical Powders Using the Plasma Rotating Electrode ProcessЗайцевА. А.ZaitsevA. A.

канд. техн. наук, ст. науч. сотрудник НУЦ СВС МИСиС–ИСМАН (119049, г. Москва, В-49, Ленинский пр-т, 4). Тел.: (499) 236-32-91

aazaitsev@bk.ruСентюринаЖ. А.SentyurinaZh. A.

инженер, аспирант НУЦ СВС. Тел.: (495) 955-22-26

sentyurina_misis@mail.ruПогожевЮ. С.PogozhevYu. S.

канд. техн. наук, ст. науч. сотрудник НУЦ СВС. Тел.: (499)-236-32-91.

pogozhev@rambler.ruЛевашовЕ. А.LevashovE. A.

докт. техн. наук, акад. РАЕН, директор НУЦ СВС, зав. кафедрой порошковой металлургии и функциональных покрытий (ПМиФП) МИСиС. Тел.: (495) 638-45-00.

levashov@shs.misis.ruСанинВ. Н.SaninV. N.

докт. техн. наук, вед. науч. сотрудник лаборатории жидкофазных СВС-процессов и литых материалов ИСМАН (142432, Московская обл., г. Черноголовка, ул. Акад. Осипьяна, 8). Тел.: (496)52-46-355

svn@ism.ac.ruЮхвидВ. И.YukhvidV. I.

докт. техн. наук, зав. той же лабораторией. Тел.: (846) 335-18-24

yukh@ism.ac.ruАндреевД. Е.AndreevD. E.

канд. техн. наук, ст. науч. сотрудник той же лаборатории. Тел.: (49652) 46-229

ade@ism.ac.ruМихайловМ. А.MikhailovM. A.

зав. лабораторией металлургии стали и ферросплавов (МСиФ) МИСиС

mikhailovma@mail.ruКапланскийЮ. Ю.KaplanskiiYu. Yu.

лаборант НУЦ СВС.

ykaplanscky@mail.ruНациональный исследовательский технологический университет «МИСиС», Научно-учебный центр СВС МИСиС–ИСМАН, г. МоскваRussian FederationИнститут структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН (ИСМАН), Московская обл..Russian Federation201512082015041524Copyright © Зайцев А.А., Сентюрина Ж.А., Погожев Ю.С., Левашов Е.А., Санин В.Н., Юхвид В.И., Андреев Д.Е., Михайлов М.А., Капланский Ю.Ю., 20152015Зайцев А.А., Сентюрина Ж.А., Погожев Ю.С., Левашов Е.А., Санин В.Н., Юхвид В.И., Андреев Д.Е., Михайлов М.А., Капланский Ю.Ю.Zaitsev A.A., Sentyurina Z.A., Pogozhev Y.S., Levashov E.A., Sanin V.N., Yukhvid V.I., Andreev D.E., Mikhailov M.A., Kaplanskii Y.Y.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://cvmet.misis.ru/jour/article/view/230

Предложена комплексная технология производства заготовок из материала на основе высокобористого алюминида никеля. Она включает в себя изготовление полуфабрикатов сплава совмещенным методом самораспространяющегося высокотем-пературного синтеза и центробежного литья из оксидного сырья и последующий вакуумный индукционный переплав с введением модифицирующих структуру лигатур на основе Al, содержащих наноразмерный ZrO2. Изучена эволюция микроструктуры и фазового состава на всех технологических переделах. По предложенной технологии получена литая цилиндрическая заготовка, модифицированная ZrO2, которая обладает высокой чистотой по газовым примесям (O – 0,005 мас.%, N – 0,0001 мас.%) и пригодна для дальнейшего получения гранул методом центробежного распыления.

A complex manufacturing method of the billets from the material based on high-boron nickel aluminide is proposed. The method includes manufacturing the semifinished alloy products using a combined method of self-propagating high-temperature synthesis and centrifugal casting from oxide feedstock and subsequent vacuum induction remelting with introducing Al-based foundry alloys containing nanosized ZrO2 and modifying the structure. The evolution of the microstructure and phase composition is investigated at all production stages. A cast ZrO2-modified cylindrical billet, which possesses high purity in regards to gas impurities (O – 0,005 wt.% and N – 0,0001 wt.%) and is suitable for the further production of powders by the plasma rotating electrode process, is fabricated according to the proposed technology.

алюминид никелягранулыаддитивные технологиицентробежное распыление электродаликвацияСВС-литьевакуумный индукционный переплавnickel aluminidespherical powdersadditive technologiesplasma rotating electrode process (PREP)liquationSHS castingvacuum induction remeltingReferencesMurr L.E., Martinez E., Amato K.N. et al. Fabrication of Metal and Alloy Components by Additive Manufacturing: Examples of 3D Materials Science // J. Mater. Res. Technol. 2012. Vol. 1, № 1. Р. 42—54.Murr L.E., Martinez E., Amato K.N. et al. Fabrication of Metal and Alloy Components by Additive Manufacturing: Examples of 3D Materials Science // J. Mater. Res. Technol. 2012. Vol. 1, № 1. Р. 42—54.Ahsana M. N., Pinkertona A.J., Moatb R.J. et al. A comparative study of laser direct metal deposition characteristics using gas and plasma-atomized Ti—6Al—4V powders // Mater. Sci. Eng. A. 2011. Vol. 528, № 25-26. Р. 7648—7657.Ahsana M. N., Pinkertona A.J., Moatb R.J. et al. A comparative study of laser direct metal deposition characteristics using gas and plasma-atomized Ti—6Al—4V powders // Mater. Sci. Eng. A. 2011. Vol. 528, № 25-26. Р. 7648—7657.Береснев А.Г., Логунов А.В., Логачева А.И. и др. Жаропрочные сплавы, получаемые методом металлургии гранул // Авиакосмическая техника и технология. 2008. № 2. С. 35—40.Береснев А.Г., Логунов А.В., Логачева А.И. и др. Жаропрочные сплавы, получаемые методом металлургии гранул // Авиакосмическая техника и технология. 2008. № 2. С. 35—40.Логунов А.В., Береснев А.Г., Логачева А.И. Проблемы и перспективы применения металлургии гранул для ракетно-космической техники // Двигатель. 2008. № 2. С. 8—10.Логунов А.В., Береснев А.Г., Логачева А.И. Проблемы и перспективы применения металлургии гранул для ракетно-космической техники // Двигатель. 2008. № 2. С. 8—10.Логачева А.И., Сентюрина Ж.А., Логачев И.А. Сферические порошки перспективных никелевых и титановых российского производства и аддитивные технологии производства изделий ответственного назначения из них // Сб. докл. 9-го Междунар. симп. «Порошковая металлургия: инженерия поверхности, новые порошковые композиционные материалы. Сварка». (Минск, Белоруссия, 8—10 апреля 2015 г.). Ч. 1. С. 146—152.Логачева А.И., Сентюрина Ж.А., Логачев И.А. Сферические порошки перспективных никелевых и титановых российского производства и аддитивные технологии производства изделий ответственного назначения из них // Сб. докл. 9-го Междунар. симп. «Порошковая металлургия: инженерия поверхности, новые порошковые композиционные материалы. Сварка». (Минск, Белоруссия, 8—10 апреля 2015 г.). Ч. 1. С. 146—152.Frommeyer G., Rablbauer R. High Temperature Materials Based on the Intermetallic Compound NiAl Reinforced by Refractory Metals for Advanced Energy Conversion Technologies // Mater. Technol., Steel Res. Intern. 2008. Vol. 79, № 7. Р. 507—512.Frommeyer G., Rablbauer R. High Temperature Materials Based on the Intermetallic Compound NiAl Reinforced by Refractory Metals for Advanced Energy Conversion Technologies // Mater. Technol., Steel Res. Intern. 2008. Vol. 79, № 7. Р. 507—512.Westbrook J.H., Fleischer R.L. Intermetallic Compounds, Structural Applications of Intermetallic Compounds. Wiley, 2000. Vol. 3.Westbrook J.H., Fleischer R.L. Intermetallic Compounds, Structural Applications of Intermetallic Compounds. Wiley, 2000. Vol. 3.Gibson I., Rosen D.W., Stucker B. Additive Manufacturing Technologies: Rapid Prototyping to Direct Digital anufacturing. Springer Science and Business Media, 2009.Gibson I., Rosen D.W., Stucker B. Additive Manufacturing Technologies: Rapid Prototyping to Direct Digital anufacturing. Springer Science and Business Media, 2009.Pat. 100497700 (CN). NiAl—Cr(Mo) biphase eutectic crystal intermetallic compound modified by Ta / Liu X., Gong S., Zhang Z., Tang L. 2007.Pat. 100497700 (CN). NiAl—Cr(Mo) biphase eutectic crystal intermetallic compound modified by Ta / Liu X., Gong S., Zhang Z., Tang L. 2007.Merzhanov A.G. Self-propagating high temperature synthesis: Twenty years of search and findings // Combustion and Plasma Synthesis of High-Temperature Materials / Eds. Z.A. Munir, J.B. Holt et al. N.Y.: VCH, 1990. Р. 1—53.Merzhanov A.G. Self-propagating high temperature synthesis: Twenty years of search and findings // Combustion and Plasma Synthesis of High-Temperature Materials / Eds. Z.A. Munir, J.B. Holt et al. N.Y.: VCH, 1990. Р. 1—53.Yukhvid V.I., Sanin V.N., Merzhanov A.G. The Influence of High Artificial Gravity on SHS Processes // Processing by Centrifugation / Eds. L.L. Regel, W.R. Wilcox. N.Y.: Kluwer Academic, 2001. P. 185—200.Yukhvid V.I., Sanin V.N., Merzhanov A.G. The Influence of High Artificial Gravity on SHS Processes // Processing by Centrifugation / Eds. L.L. Regel, W.R. Wilcox. N.Y.: Kluwer Academic, 2001. P. 185—200.Sanin V., Andreev D., Ikornikov D., Yukhvid V. Cast Intermetallic Alloys by SHS Under High Gravity // J. Acta Phys. Polonica. A. 2011. Vol. 120, № 2. P. 331—335.Sanin V., Andreev D., Ikornikov D., Yukhvid V. Cast Intermetallic Alloys by SHS Under High Gravity // J. Acta Phys. Polonica. A. 2011. Vol. 120, № 2. P. 331—335.Merzhanov A.G. The Chemistry of SHS // J. Mater. Chem. 2004. Vol. 14, № 12. P. 179—191.Merzhanov A.G. The Chemistry of SHS // J. Mater. Chem. 2004. Vol. 14, № 12. P. 179—191.Лякишев Н.П., Плинер Ю.Л., Игнатенко Г.Ф., Лаппо С.И. Алюминотермия. М. : Металлургия, 1978.Лякишев Н.П., Плинер Ю.Л., Игнатенко Г.Ф., Лаппо С.И. Алюминотермия. М. : Металлургия, 1978.Санин В.Н., Икорников Д.М., Юхвид В.И., Левашов Е.А. Центробежная СВС-металлургия литых сплавов на основе алюминида никеля, высоколегированных бором // Цветные металлы. 2014. № 11. С. 83—88.Санин В.Н., Икорников Д.М., Юхвид В.И., Левашов Е.А. Центробежная СВС-металлургия литых сплавов на основе алюминида никеля, высоколегированных бором // Цветные металлы. 2014. № 11. С. 83—88.Campbell C.E., Boettinger W.J. Transient liquid-phase bonding in the Ni—Al—B system // Metal. Mater. Trans. A. 2000. Vol. 31, № 11. Р. 2835—2847.Campbell C.E., Boettinger W.J. Transient liquid-phase bonding in the Ni—Al—B system // Metal. Mater. Trans. A. 2000. Vol. 31, № 11. Р. 2835—2847.Кудiн В.Г., Осiпов О.С., Бiлявина Н.М. и др. Синтез бориду Ni23–xAlxB6 реакцiйним спiканням в умовах високого тиску та температури // Доповiдi Нацiональної академiї наук України. 2011. № 6. С. 97—101.Кудiн В.Г., Осiпов О.С., Бiлявина Н.М. и др. Синтез бориду Ni23–xAlxB6 реакцiйним спiканням в умовах високого тиску та температури // Доповiдi Нацiональної академiї наук України. 2011. № 6. С. 97—101.Sanin V.N., Ikornikov D.M., Andreev D.E. et al. Cast NiAl/Ni20Al3B6 Composites by Centrifugal SHS // Intern. J. Self-Propagating High-Temperature Synthesis. 2014. Vol. 23, № 4. Р. 230—237.Sanin V.N., Ikornikov D.M., Andreev D.E. et al. Cast NiAl/Ni20Al3B6 Composites by Centrifugal SHS // Intern. J. Self-Propagating High-Temperature Synthesis. 2014. Vol. 23, № 4. Р. 230—237.Noebe R.D., Bowman R.R., Nathal M.V. Review of the Physical and Mechanical Properties and Potential Applications of the B2 Compound NiAl // NASA Technical Memorandum 105598. 1992. P. 126.Noebe R.D., Bowman R.R., Nathal M.V. Review of the Physical and Mechanical Properties and Potential Applications of the B2 Compound NiAl // NASA Technical Memorandum 105598. 1992. P. 126.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.