Набережночелнинский институт (филиал) Казанского (Приволжского федерального университета), Набережные Челны, Россия:

Н. Н. Сафронов, профессор кафедры машиностроения, докт. техн. наук, эл. почта: ln271@mail.ru
Л. Р. Харисов, доцент кафедры машиностроения, канд. техн. наук
З. Т. Загретдинов, аспирант кафедры машиностроения

Описан комбинированный процесс получения интерметаллидных сплавов системы Fe – Al из дисперсных отходов машиностроения. Процесс основан на сочетании электрошлакового литья с одновременным протеканием самораспростроняющегося высокотемпературного синтеза. Формирование интерметаллидного сплава происходит путем применения в качестве расходуемого электрода тонкостенной стальной трубки, наполненной шихтой из смеси дисперсных отходов машиностроения (стружечные отходы стали 35Л, силумина АК9ч, кузнечная окалина, плавиковый шпат), измельченных до порошкообразного состояния. Интерметаллиды системы Fe – Al обладают уникальным высоким комплексом физико-механических и служебных свойств, способны эффективно сопротивляться коррозионному воздействию агрессивных сред и абразивному изнашиванию. Данные свойства представляют практический интерес для широкого спектра отраслей машиностроения. Следует особо отметить материалы на основе алюминида железа Fe₃Al. Эти материалы по сравнению со многими жаропрочными сложнолегированными сталями и сплавами имеют невысокую плотность (~6,7 г/см³) и при этом их себестоимость существенно ниже, так как для обеспечения заданного уровня служебных свойств в условиях высоких температур дефицитные легирующие элементы не требуются. Однако данные материалы имеют такой существенный недостаток, как хрупкость интерметаллидных фаз, что сдерживает их широкое применение. Данный недостаток нивелируется технологическими приемами синтеза обсуждаемых материалов, которые уменьшают размер зерна, устраняют в шихтовых материалах и газовой фазе пары воды, способствуют легированию хромом. Исследование проведено с целью разработки технологических основ получения интерметаллидов системы Fe – Al, отличающихся экономией энергетических и материальных ресурсов с рециклированием дисперсных отходов машиностроения.

1. Пальм М., Штайн Ф., Дем Г. Разработка интерметаллических сплавов алюминида железа // Черные металлы. 2018. № 12. С. 64–64.
2. Gao H. Y., He Y. H., Shen P. Z., Jiang Y., Liu C. T. Effect of pressure on pore structure of porous FeAl intermetallics // Advanced Powder Technology. 2015. Vol. 26, Iss. 3. P. 882–8861.
3. Liu Y. H., Chong X. Y., Jiang Y. H., Zhou R., Feng J. Mechanical properties and electronic structures of Fe-Al intermetallic // Physica B: Condensed Matter. 2017. Vol. 506. P. 1–11.
4. Hunt M. The promise of intermetallics // Mater. Eng. 1990. Vol. 107, Iss. 3. P. 36–39.
5. Moriss D. G., Mazmy M., Noseda C. Creep resistance in a new alloy based on Fe3Al // Scr. Metet Mater. 1994. Vol. 31, Iss. 2. P. 173–178.
6. Алтунин Р. Р., Моисеенко Е. Т., Жарков С. М. Структурные фазовые превращения при твердофазной реакции в двухслойной тонкопленочной наносистеме Al/Fe // Физика твердого тела. 2020. Т. 62, Вып. 1. C. 158–163.
7. Манашев И. Р., Гаврилова Т. О., Шатохин И. М., Зиатдинов М. Х., Леонтьев Л. И. Утилизация дисперсных отходов ферросплавного производства на базе металлургического СВС-процесса // Известия высших учебных заведений. Черная Металлургия. 2020. Т. 63. № 8. C. 591–599.
8. Лецко А. И., Талако Т. Л., Ильющенко А. Ф., Григорьева Т. Ф., Ляхов Н. З. Механоактивация шихты для самораспространяющегося высокотемпературного синтеза алюминидов железа // Химия в интересах устойчивого развития. 2009. Т. 17. № 6. С. 621–628.
9. Киселева Т. Ю., Григорьева Т. Ф., Гостев Д. В., Потапкин В. Б., Фалкова А. Н., Новакова А. А. Структурное исследование Fe – Al наноматериала, полученного в результате механоактивации и самораспространяющегося высокотемпературного синтеза // Вестник Московского университета. Серия 3. Физика. Астрономия. 2008. № 1. С. 56–61.
10. ГОСТ 8733–74. Трубы стальные бесшовные холоднодеформированные и теплодеформированные. — Введ. 01.01.1976.
11. Трушков А. С. Статистическая обработка информации. Основы теории и компьютерный практикум + СD : учебное пособие. — Санкт-Петербург : Лань, 2020. — 152 с.
12. Ершов Н. В., Черненков Ю. П., Лукшина В. А., Смирнов О. П. Ближний порядок в магнитомягком сплаве α-FeAl // Физика твердого тела. 2018. Т. 60, Вып. 9. С. 1619–1631.
13. Мазуров Б. Т., Падве В. А. Метод наименьших квадратов (статика, динамика, модели с уточняемой структурой) // Вестник Сибирского государственного университета геосистем и технологий (СГУГиТ). 2017. Т. 22. № 2. С. 22–35.
14. Ниворожкина Л. И., Арженовский С. В., Кокина Е. П. Эконометрика: теория и практика : учеб. пособие. — М. : РИОР: ИНФРА-М, 2018. — 207 с.