Abstract
The authors have made an analysis of necessity to improve the composition of the existing structural materials for critical purposes in the direction of creating metal matrix materials, which combine a highly plastic metal base and refractory high-strength high-modulus fillers. For iron matrix alloys, dispersed yttrium oxide (Y2O3 ) particles are preferred because of their stability at pyrometallurgical process temperatures and inertness to alloy components. The technology of obtaining new materials by introducing dispersed particles into a liquid melt during casting using a centrifugal casting machine to obtain a hollow (pipe) billet is considered. The possibility of increasing the mechanical and operational properties of metal matrix materials in comparison with monomaterial is shown. The article describes results of the thermodynamic modeling of high-temperature processes occurring in the yttrium oxide - metal matrix (melt) system. Modeling was carried out using the FactSage software package. A composition corresponding to 12Cr18Ni10Ti steel was used as the modeling composition of the matrix material. The calculations were made according to the ratio of 1 g of yttrium oxide additive per 100 g of matrix metal melt. From the simulation results it is possible to conclude that the introduced dispersed yttrium oxide powder does not interact with the alloy components, does not dissociate, and does not undergo allotropic transformations. The expediency of conducting experiments on the production of centrifugal castings using yttrium oxide as a hardening phase with the aim of a possible increase in radiation resistance is shown. Directions are indicated for developing the most effective technology for creating metallic materials based on an iron matrix dispersed-hardened by yttrium oxide.
Highlights
The authors have made an analysis of necessity to improve the composition of the existing structural materials for critical purposes in the direction of creating metal matrix materials, which combine a highly plastic metal base and refractory high-strength high-modulus fillers
The article describes results of the thermodynamic modeling of high-temperature processes occurring in the yttrium oxide – metal matrix system
Modeling was carried out using the FactSage software package
Summary
О ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПОРОШКА ОКСИДА ИТТРИЯ КАК УПРОЧНЯЮЩЕЙ ФАЗЫ ПРИ ЦЕНТРОБЕЖНОМ ЛИТЬЕ КОРРОЗИОННОСТОЙКИХ СТАЛЕЙ*. Для сплавов на основе железной матрицы предпочтительными являются дисперсные частицы оксида иттрия (Y2O3 ) из-за их стабильности при температурах пирометаллургических процессов и инертности в отношении компонентов сплава. Рассмотрена технология получения новых материалов за счет введения дисперсных частиц в жидкий расплав при разливке с использованием машины центробежного литья для получения полой (трубной) заготовки. Показана целесообразность проведения экспериментов по получению отливок центробежного литья с применением оксида иттрия в качестве упрочняющей фазы с целью возможного повышения радиационной стойкости. Обозначены направления разработки наиболее эффективной технологии создания металлических материалов на основе железной матрицы, дисперсно-упрочненной оксидом иттрия. В последние годы актуальность приобретают работы по созданию принципиально новых материалов, в которых искусственно объединены высокопластичные металлические матрицы и тугоплавкие высокопрочные высокомодульные наполнители [3 – 5]. При этом сохраняется исходный размер оксидных частиц и те ограничения, которые несет в себе порошковая металлургия (трудность изготовления заготовок больших размеров, большое количество используемого порошка при его высокой стоимости, использование спец иального оборудования с контролируемой атмо сферой и др.) [9 – 11]
Sign-in/Register to view highlights & summary Sign-in/Register to access full text options 
Free) 
Talk to us
Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have
Schedule a call
