Sulamis- ja valuprotsessi mõju tõlgendamine vask-terasest bimetalliliste komposiitmaterjalide mikrostruktuurile ja omadustele
Kokkuvõte: pliipronksist CuPb15Sn7/45 terasest bimetallist kihilised komposiitmaterjalid valmistati sulavalatud komposiitmeetodil. Uuriti protsessi parameetrite, nagu küttetingimused ja jahutuskiirused, mõju vask-terasest komposiitliidesele ja konstruktsiooniomadustele. Tulemused näitavad, et kui ahju laadimistemperatuur on 900 kraadi, säilitustemperatuur on 1015 kraadi, säilitusaeg on 5 minutit ja kasutatakse lämmastikjahutust, on vase-terase liidesel suurepärased metallurgilised sidumisomadused ja liidese tõmbetugevus. ulatub 200 MPa-ni; vasesulam Pliiosakeste jaotus piirkonnas on suhteliselt ühtlane ja pliielemendi põlemiskadu on alla 1%; terasmaatriksi struktuur ja tera suuruse jaotus on mõistlikud, mis näitab suurepärast sulamis- ja valukomposiitefekti.
Kuna nõuded tehniliste materjalide terviklikule toimimisele muutuvad üha kõrgemaks, on ühest metallmaterjalist valmistatud osadel üha raskem täita oma igakülgseid jõudlusnõudeid. Koos väärismetalliressursside järkjärgulise nappusega on tööstuses järk-järgult edendatud ja rakendatud bimetallilisi kihilisi komposiitmaterjale. Iga metallikihi esialgsete omaduste säilitamise alusel on kihiliste metallkomposiitmaterjalide üldist jõudlust oluliselt parandatud ning selle valmistamisprotsess on pälvinud üha enam tähelepanu.
Suure pliisisaldusega pronksil on hea soojusjuhtivus, kulumiskindlus, löögikindlus ja löögikindlus ning seda kasutatakse laialdaselt hüdrauliliste komponentide, näiteks kolvipumba silindrite valmistamisel. Samal ajal, kuna vase ja raua võre tüüp, võre konstant ja väliste elektronaatomite arv on väga lähedased, on neil hea komposiitmetallurgiline ühilduvus. Vask-terasest bimetallist kihiline komposiitmaterjal, mis on valmistatud maatrikskihina terasest ja komposiitkihina kõrge pliisisaldusega pronksist, ühendab mõlema materjali suurepärased omadused. Praegu hõlmavad vask-terasest bimetallist kihiliste komposiitmaterjalide valmistamise levinud meetodid plahvatusohtlikku komposiitmeetodit, valtsimiskomposiitmeetodit, difusioonkomposiitmeetodit, tsentrifugaalvalu meetodit, sulatusvalu meetodit ja pulberpaagutamise meetodit. Nende hulgas kasutatakse bimetalliliste kihtplaatide valmistamiseks peamiselt plahvatusohtlikku segamismeetodit ja valtsimismeetodit; difusioonühendi meetodil on pikk ettevalmistustsükkel ja pikaajaline kuumuse säilitamine võib kergesti põhjustada pliielementide tõsist oksüdatsiooni- ja põlemiskadu ning ka hind on kõrge; tsentrifugaalvalu meetod võib kergesti põhjustada pliielemendi makrosegregatsiooni; pulbermetallurgia hõlmab paljusid protsesse, pikka ettevalmistustsüklit ja kõrgeid kulusid.
Sulavalatud komposiitmeetodil, mille puhul kuumutatakse korraga kahte materjali, on vasest terasest bimetallist kihiliste komposiitmaterjalide valmistamisel ilmsed tehnilised ja kulueelised. Selles artiklis uuritakse konkreetsete protsessiparameetrite mõju vask-terasest bimetallmaterjalide mikrostruktuurile ja omadustele sulavalatud komposiitkatsete kaudu. Seadused annavad teoreetilise aluse mõistliku vase-terase bimetalli sulatamise ja valamise liitplaani koostamiseks.
1. Katseplaan
1.1 Katsematerjalid
Katses kasutatud materjalide hulka kuuluvad pliisisaldusega pronks CuPb15Sn7 ja 45 teras. Kahe materjali keemilised koostised on näidatud tabelis 1. Enne katset töödeldi teras 45 silindriks mõõtmetega Φ42 mm × 45 mm, ühes otsas töödeldi soon Φ32 mm × 7 mm ja vasesulam. töödeldi kettaks Φ30 mm × 6 mm. Pärast töötlemist peab see läbima pinnatöötlusprotsessid, nagu liivapaberi lihvimine, leelispesemine, peitsimine ja 80-kraadine küllastunud booraksi vettekastmine, ning seejärel valamistestiks kokkupanemiseks, nagu on näidatud joonisel 1.
