Інтерпретація впливу процесу плавлення та лиття на мікроструктуру та властивості біметалічних композитних матеріалів мідь-сталь
Анотація. Методом плавлення виготовлено шаруваті біметалічні шаруваті композиційні матеріали з високосвинцевої бронзи CuPb15Sn7/45. Було вивчено вплив таких параметрів процесу, як умови нагрівання та швидкості охолодження, на межі розділу мідь-сталь композиту та структурні властивості. Результати показують, що коли температура завантаження печі становить 900 градусів, температура витримки становить 1015 градусів, час витримки становить 5 хвилин і використовується охолодження азотом, межа розділу мідь-сталь має відмінні властивості металургійного зв’язку, а межа розділу – міцність на розрив. досягає 200 МПа; мідний сплав Розподіл частинок свинцю в області є відносно рівномірним, а втрата свинцевого елемента при горінні становить менше 1%; структура та розподіл розміру зерна сталевої матриці розумні, демонструючи чудовий композиційний ефект плавлення та лиття.
Оскільки вимоги до комплексних характеристик конструкційних матеріалів стають все вищими й вищими, деталям, виготовленим з одного металевого матеріалу, стає все важче відповідати вимогам до загальних характеристик. У поєднанні з поступовим дефіцитом ресурсів дорогоцінних металів біметалічні шаруваті композитні матеріали поступово просуваються та застосовуються в промисловості. На основі збереження початкових характеристик кожного шару металу загальні характеристики шаруватих металевих композиційних матеріалів були значно покращені, а процес їх підготовки привертає все більше уваги.
Бронза з високим вмістом свинцю має хорошу теплопровідність, зносостійкість, стійкість до ударів і заїдань, і широко використовується у виробництві гідравлічних компонентів, таких як циліндри плунжерних насосів. У той же час, оскільки тип решітки, постійна решітки та кількість зовнішніх електронних атомів міді та заліза дуже близькі, вони мають хорошу композитну металургійну сумісність. Мідно-сталевий біметалічний шаруватий композитний матеріал, виготовлений зі сталі як шару матриці та бронзи з високим вмістом свинцю як шару композиту, поєднує чудові властивості обох матеріалів. В даний час загальні методи отримання мідно-сталевих біметалічних шаруватих композиційних матеріалів включають вибуховий композитний метод, метод прокатки композиту, метод дифузії композиту, метод відцентрового лиття, метод лиття з плавлення та метод спікання порошку. Серед них метод вибухового компаундування та метод прокатки в основному використовуються для виготовлення біметалічних шаруватих пластин; метод дифузійного компаундування має тривалий цикл підготовки, а тривале збереження тепла може легко спричинити серйозне окислення та втрату горіння свинцевих елементів, а також висока вартість; метод відцентрового лиття може легко спричинити макросегрегацію свинцевого елемента; порошкова металургія передбачає багато процесів, тривалий цикл підготовки та високу вартість.
Композитний метод лиття з розплаву, при якому два матеріали нагріваються одночасно, має очевидні технічні та економічні переваги при виготовленні мідно-сталевих біметалевих шаруватих композитних матеріалів. У цій статті буде досліджено вплив конкретних параметрів процесу на мікроструктуру та властивості біметалічних матеріалів мідь-сталь за допомогою експериментів з литим композитом. Закони забезпечують теоретичну основу для формулювання розумного плану плавлення та лиття біметалічних композитів мідь-сталь.
1. План тестування
1.1 Контрольні матеріали
Матеріали, використані під час випробування, включають бронзу з високим вмістом свинцю CuPb15Sn7 і сталь 45. Хімічний склад двох матеріалів наведено в таблиці 1. Перед випробуванням сталь 45 була перероблена в циліндр Φ42 мм × 45 мм, канавка Φ32 мм × 7 мм була виточена на одному кінці, і мідний сплав було перероблено на диск Φ30 мм × 6 мм. Після механічної обробки його потрібно пройти через процеси обробки поверхні, такі як шліфування наждачним папером, промивання лугом, травлення та занурення у воду з насиченою бурою 80 градусів, а потім зібрати, як показано на малюнку 1, для випробування на лиття.
