ФГБОУ ВО «Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М. И. Платова» (ЮРГПУ), Новочеркасск, Россия:
С. Н. Сергеенко, канд. техн. наук, доцент кафедры «Технология машиностроения, технологические машины и оборудование», эл. почта: sergeenko@gmail.com

Установлены закономерности компактирования смесей Fe – FeMn – C, обработанных в планетарной мельнице, и консолидации порошковой стали 110Г13 при активированном спекании. При увеличении давления компактирования наблюдается непрерывное повышение относительной плотности формовки для изученного интервала варьирования продолжительности механоактивации (0–2,01 ч). Переход от технологии смешивания к механоактивации шихты порошковой стали 110Г13 повышает минимальные значения давления бездефектного компактирования. Увеличение продолжительности механоактивации приводит к снижению относительной плотности формовки для всех исследуемых значений давления компактирования. Определены параметры уравнения уплотнения механоактивированных шихт порошковой стали 110Г13. На начальном этапе механоактивации наблюдается снижение максимального давления, обеспечивающего компактирование беспористого материала и повышение доли пластически деформированного объема. Предложено модифицированное уравнение компактирования, учитывающее продолжительность механоактивации. Установлена экстремальная зависимость влияния продолжительности механоактивации шихт на относительную плотность спеченной порошковой стали 110Г13. Для оценки активированной консолидации рассчитывали величину объемной деформации спеченного материала. Построена 3D-модель Spline влияния продолжительности механоактивации и давления компактирования на объемную деформацию пор в процессе консолидации. Выявлена взаимосвязь между плотностью спеченной стали 110Г13 и объемной деформацией пор. Оптимальное время механоактивации (1,05 ч) обеспечивает максимальную степень консолидации материала. Переход от технологии смешивания к технологии механоактивации приводит к изменению схемы консолидации порошковой стали 110Г13 — от разуплотнения к квазиизотропному уплотнению.

1. Xiong R., Peng H., Wang S., Haitao Si H., Wen Y. Effect of stacking fault energy on work hardening behaviors in Fe–Mn–Si–C high manganese steels by varying silicon and carbon contents // Materials & Design. 2015. Vol. 85. P. 707–714. DOI: 10.1016/j.matdes.2015.07.072
2. Wen Y. H., Peng H. B., Si H. T., Xiong R. L., Raabe D. A novel high manganese austenitic steel with higher work hardening capacity and much lower impact deformation than Hadfield manganese steel // Materials & Design. 2014. Vol. 55. P. 798–804.
3. Никулина А. А., Смирнов А. И., Великосельская Е. Ю. Структурные изменения стали Гадфильда при холодной деформации // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2013. № 2. С. 82–88.
4. Vdovin K. N., Feoktistov N. A., Gorlenko D. A., Nikitenko O. A. Investigation of microstructure of high-manganese steel, modified by ultra-dispersed powders, on the base of compounds of refractory metals // CIS Iron and Steel Review. 2017. Vol. 14. P. 34–40.
5. Jeon J., Nam S., Kang S., Shin J., Choi H. Mechanical behavior of ultrafi negrained high-Mn steels containing nanoscale oxides produced by powder technology // Materials & Design. 2016. Vol. 92. P. 73–78.
6. Dorofeev Yu. G., Malevannyi A. I., Sergeenko S. N. Densification of porous powder preforms during hot forging. II. Optimization of the processing parameters of transverse hot forging // Soviet Powder Metallurgy and Metal Ceramics. 1987. Т. 26. No 2. P. 111–113.
7. Сергеенко С. Н. Методы горячего компактирования порошковых материалов // Технология металлов. 2009. № 9. С. 52–56; № 10. С. 45–54.
8. Дорофеев Ю. Г., Сергеенко С. Н., Коломиец Р. В. и др. Влияние механической активации в жидких средах порошковых шихт Ni–Fe–NaCl на структуру и свойства высокопористых материалов // Металлург. 2007. № 11. С. 63–66.
9. Коломиец Р. В. Порошковые высокопористые материалы Ni-Fe на основе механически активированных в жидких средах шихт : автореф … дис. канд. техн. наук. — Новочеркасск, 2007. — 15 с.
10. Дюжечкин М. К., Сергеенко С. Н. Особенности механохимической активации шихты Al–Si и формирования горячедеформированного порошкового материала на ее основе // Инженерный вестник Дона. 2014. Т. 29. № 2. [Электронный ресурс]. URL: http://www.ivdon.ru/magazine/archive/n2y2014/2377 (дата обращения: 15.07.2019).
11. Болдырев В. В. Механохимия и механическая активация твердых веществ // Успехи химии. 2006. № 75(3). С. 203–216.
12. Сергеенко С. Н. Технологии получения порошковых материалов на основе механически активированных шихт (обзор) // Технология металлов. 2012. № 1. С. 46–56; № 5. С. 46–55; № 6. С. 47–56.
13. Роман О. В., Аруначалам В. С. Актуальные проблемы порошковой металлургии. — М. : Металлургия, 1990. — 232 с.
14. Попович А. А., Разумов Н. Г. Исследование процесса механического легирования железа аустенитообразующими элементами // Металловедение и термическая обработка металлов. 2014. № 10. С. 53–59.

15. Duan C., Chen C., Zhang J., Shen Y., Feng X. Nitriding of Fe–18Cr–8Mn stainless steel powders by mechanical alloying method with dual nitrogen source // Powder Technology. 2016. Vol. 294. P. 330–337. DOI: 10.1016/j.powtec.2016.02.048
16. Чувильдеев В. Н., Нохрин А. В., Баранов Г. В. и др. Исследование процессов спекания нано- и ультрадисперсных механоактивированных порошков системы W – Ni – Fe и получение сверхпрочных тяжелых вольфрамовых сплавов // Металлы. 2014. № 2. С. 51–66.
17. Чувильдеев В. Н., Нохрин А. В., Болдин М. С. и др. Влияние высокоэнергетической механоактивации на кинетику твердофазного спекания ультрамелкозернистого тяжелого вольфрамового сплава // Доклады Академии наук. 2017. Т. 476. № 3. С. 285–289.
18. Chuvil’deevV. N., Nokhrin A. V., Boldin M. S. et al. Influence of highenergy ball milling on the solid-phase sintering kinetics of ultrafi negrained heavy tungsten alloy // Doklady Physics. 2017. Т. 62. № 9. P. 420–424.
19. Кочетов Н. А., Рогачев А. С., Щукин А. С. и др. Механическое сплавление с частичной аморфизацией многокомпонентной порошковой смеси Fe–Cr–Co–Ni–Mn и ее электроискровое плазменное спекание для получения компактного высокоэнтропийного материала // Известия вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. 2018. DOI: 10.17073/1997-308X-2018-2-35-42.
20. Шатт В. Порошковая металлургия. Спеченные и композиционные материалы. — М. : Металлургия, 1983. — 520 с.
21. Ивенсен В. А. Феноменология спекания. — М. : Металлургия, 1985. — 247 с.
22. Гегузин Я. Е. Физика спекания. — 2-е изд., перераб. и доп. — М. : Наука, 1984. — 312 с.