РОЗДІЛ 2
МЕТОДИКА ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ДОСЛІДЖЕННЯ
Вибір методів дослідження процесів структуроутворення і властивостей
композиційних матеріалів проводився з урахуванням вимог до окремих складових
(наповнювача і зв'язки) і до композиційних матеріалів у цілому. В роботі
використані загальноприйняті позначення і скорочення. Температура вказана в К.
Хімічний склад даний у вагових відсотках.
2.1 Вихідні матеріали. Приготування зразків сплавів і композиційних матеріалів
Для приготування зразків сплавів-наповнювачів і сплавів-зв'язок композиційних
матеріалів застосовували шихту з наступним вмістом основного компонента (згідно
паспорта):
залізо карбонільне ОСЧ (ДСТ 22306-77)
бор аморфний (ТУ ГКХ 48-53)
графіт електродний ЭУО (ДСТ 4426-80)
мідь катодна Мооку (ДСТ 859-78)
марганець електролітичний Мрооо
(ДСТ 6008-82)
нікель катодний ВО (ДСТ 849-70)
хром металевий Х99А (ДСТ 5905-79)
цинк металевий (ДСТ 3640-65)
кремній кристалічний Кро (ДСТ 2169-69)
алюміній АВООО (ДСТ 3549-55)
фосфор червоний (МРТУ 6-09-6071-69)
феротитан Тио (ДСТ 4761-67)
ферофосфор ФР-20
ферокремній ФС90 (ДСТ 1415-70)
феромарганець Фмн0,5 (ДСТ 4755-70)
мельхіор Мнмц 60-20-20 (ТУ ПМО 1105-56)
латунь Л62 (ДСТ 1019-47)
реліт 3-25; 3-16; 3-9 (ТУ 48-19-279-77)
долотит (ВТУ 64-15-311-81)
0,9999 мас. частки Fe;
0,9993 мас. частки В;
0,9996 мас. частки С;
0,9997 мас. частки Сu;
0,9990 мас. частки Mn;
0,9999 мас. частки Ni;
0,9900 мас. частки Cr;
0,9999 мас. частки Zn;
0,9900 мас. частки Si;
0,9999 мас. частки Al;
0,9999 мас. частки Р;
не менше 28,0-35,0% Ti; домішки 0,3%; Fe-зал.;
не менше 20,0-22,0% Р; домішки 0,5%; Fe-зал.;
не менше 85,0% Si; домішки 4,5%; Fe-зал.;
не менше 85,0% Mn; домішки 3,0%; Fe-зал.;
19,5-21,5% Ni; 19,5-21,5% Mn; домішки 0,5%; Cu-зал.;
60,5-63,5% Cu; домішки 0,5%; Zn-зал.;
95,5-96,0% W; 3,7-4,0% С; домішки 0,2%; вільний вуглець не більше 0,5%;
20,0-21,0% Ti; 9,5-10,0% С; домішки 0,3%; Cr-зал.
Хімічний склад досліджених композиційних матеріалів указано в табл. 2.1.
Процес одержання зразків композиційних матеріалів уключав три стадії:
приготування сплаву-наповнювача;
приготування сплаву-зв'язки;
просочення зразків композиційних матеріалів пічним способом.
Зразки сплавів-наповнювачів і сплавів-зв’язок виготовляли з попередньо ретельно
перемішаних і спресованих порошків шихтових матеріалів шляхом їх сплавлення.
Плавлення проводили в печі Тамана в алундових тиглях. По закінченні плавки
метал заливали в холодні чи підігріті до 373-423 К сталеві кокілі і земляні
форми. Після затвердіння виливки мали форму прутків із круглим (діаметр 10-20
мм) чи прямокутним (10 х 15 мм) перерізом. Склад виплавлених зразків
контролювали з застосуванням хімічного, спектрального і металографічного
аналізів. Точність при визначенні вмісту елементів дорівнювала ±(0,05-0,1)%.
Виплавлені сплави-наповнювачі композиційних матеріалів, охолоджені зі швидкістю
10-102К/с, дробили в два етапи: спочатку базовий сплав розбивали на шматки
розмірами 30-50 мм у молотковій дробарці, а потім подрібнювали на фра-
Таблиця 2.1
Хімічний склад і структура досліджених композиційних матеріалів
Наповнювач
Зв’язка
Сп-лав
Стру-
ктура
Хімічний склад, ваг.%
Сп-
лав
Стру-
ктура
Хімічний склад, ваг.%
Fe
Cr
Ti
Cu
Zn
Ni
Mn
Fe
Si
Al
Cr
Ti
6
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
Сплави на основі заліза
евтектична
0-5,0
0-4,0
зал.
Латунь Л62
тверді розчини (a+b)
зал.
36-39
-
-
0-0,5
4,0
зал.
10,0
зал.
-"-
-
-
евт.-пер.
4,7
1,5
зал.
зал.
-"-
-
-
9,0
2,0
зал.
зал.
-"-
-
-
перитектична
9,0-12,5
зал.
зал.
-"-
-
-
9,0-12,0
0,1-0,2
зал.
зал.
-"-
-
-
9,0-12,0
0,1-
0,2
зал.
10,0
зал.
-"-
-
-
9,0-12,0
зал.
Мельхіор
МНМц 60-20-20
тверді розчини
зал.
19,5-21,5
19,5-21,5
-
-
9,0-12,0
0,1-
0,2
зал.
зал.
-"-
-"-
-
-
9,0-12,0
0,1-
0,2
зал.
10,0
зал.
-"-
-"-
-
-
12,5
зал.
Fe-B-C
евт.
-
зал.
3,5
0,2
-
Продовження таблиці 2.1
8
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
Сплави на основі вольфраму
евтектична
3,7-4,0
зал.
Л62
тв.р.
зал.
36-39
-
-"-
зал.
МНМц
тв.р.
зал.
19,5-21,5
19,5-21,5
-
-"-
зал.
Сплави на основі заліза
евтектична
зал.
1,2-3,5
0,2-1,2
-
-"-
зал.
-
зал.
2,0-2,5
0,5-1,0
-
-"-
зал.
-
зал.
2,0-2,5
0,5-1,0
0,5-1,2
-"-
зал.
-
зал.
2,0-2,5
0,5-1,0
0,3-1,0
-"-
зал.
-
зал.
2,0-2,5
0,5-1,0
0,5-1,5
-"-
зал.
1,0-2,0
зал.
2,0-2,5
0,5-1,0
-
-"