A Study of Microstructure of Fe-Cu-Ni-Sn and Fe-Cu-Ni-Sn-Vn Metal Matrix for Diamond Containing Composites

Abstract

EN: To obtain bulk of 51Fe–32Cu–9Ni–8Sn and 49.47Fe–31.04Cu–8.73Ni–7.76Sn–3VN nanocomposites, a pressing method at room temperature and subsequent hot pressing in a vacuum was used. The microstructure of the sintered composites by X-ray diffraction and transmission electron microscopy was investigated. It is shown that in the 49.47Fe–31.04Cu–8.73Ni–7.76Sn–3VN composite there was a dissolution of vanadium nitride in γ‑iron and formation of a supersaturated solid solution of nitrogen and vanadium in the α‑iron. As a result, there was a substantial grinding of ferrite grains (from 5 to 50 μm to 20–400 nm) as compared to a sample without vanadium nitride (from 5 to 50 μm to 400–800 nm). Nanocomposites are considered as promising materials to create a new generation of diamond containing composites.

UK: Для отримання основної маси нанокомпозитів 51Fe–32Cu–9Ni–8Sn та 49.47Fe–31.04Cu–8.73Ni–7.76Sn–3VN використовувався метод пресування при кімнатній температурі та подальше гаряче пресування у вакуумі. Досліджено мікроструктуру спечених композитів методом рентгенівської дифракції та просвічує електронної мікроскопії. Показано, що в композиті 49.47Fe–31.04Cu–8.73Ni–7.76Sn–3VN відбувалося розчинення нітриду ванадію в γ-залізі та утворення в на-залізі пересиченого твердого розчину азоту і ванадію. В результаті відбулося істотне подрібнення феритових зерен (від 5 до 50 мкм до 20–400 нм) порівняно із зразком без нітриду ванадію (від 5 до 50 мкм до 400-800 нм). Нанокомпозити розглядаються як перспективні матеріали для створення нового покоління алмазовмістних композитів.

RU: Для получения массы нанокомпозитов 51Fe–32Cu–9Ni–8Sn и 49.47Fe–31.04Cu–8.73Ni–7.76Sn–3VN использовался метод прессования при комнатной температуре и последующее горячее прессование в вакууме. Исследована микроструктура спеченных композитов методом рентгеновской дифракционной и просвечивающей электронной микроскопии. Показано, что в композите 49.47Fe–31.04Cu–8.73Ni–7.76Sn–3VN происходило растворение нитрида ванадия в γ-железе и образование перенасыщенного твердого раствора азота и ванадия в α-железе. В результате произошло значительное измельчение ферритовых зерен (от 5 до 50 мкм до 20–400 нм) по сравнению с образцом без нитрида ванадия (от 5 до 50 мкм до 400–800 нм). Нанокомпозиты рассматриваются как перспективные материалы для создания алмазосодержащих композитов нового поколения.