Тълкуване на ефектите от процеса на топене и леене върху микроструктурата и свойствата на медно-стоманени биметални композитни материали
Резюме: Стоманени биметални слоести композитни материали с високо съдържание на олово от бронз CuPb15Sn7/45 са получени с помощта на композитен метод за отливане на стопилка. Изследвано е влиянието на параметрите на процеса като условия на нагряване и скорости на охлаждане върху композитния интерфейс мед-стомана и структурните свойства. Резултатите показват, че когато температурата на зареждане в пещта е 900 градуса, температурата на задържане е 1015 градуса, времето на задържане е 5 минути и се използва охлаждане с азот, интерфейсът мед-стомана има отлични свойства на металургично свързване и якостта на счупване на интерфейса достига 200 MPa; медната сплав. Разпределението на оловните частици в района е относително равномерно, а загубата при изгаряне на оловен елемент е по-малка от 1%; структурата и разпределението на размера на зърната на стоманената матрица са разумни, показвайки отличен композитен ефект на топене и леене.
Тъй като изискванията за всеобхватна производителност на инженерните материали стават все по-високи и по-високи, става все по-трудно за части, направени от един метален материал, да отговорят на техните цялостни изисквания за производителност. В съчетание с постепенния недостиг на ресурси от благородни метали, биметалните слоести композитни материали постепенно се насърчават и прилагат в индустрията. Въз основа на запазването на оригиналните характеристики на всеки слой метал, цялостната производителност на слоестите метални композитни материали е значително подобрена и процесът на подготовката му привлича все повече внимание.
Бронзът с високо съдържание на олово има добра топлопроводимост, устойчивост на износване, устойчивост на удар и устойчивост на захващане и се използва широко в производството на хидравлични компоненти като цилиндри на бутални помпи. В същото време, тъй като типът на решетката, константата на решетката и броят на външните електронни атоми на медта и желязото са много близки, те имат добра композитна металургична съвместимост. Медно-стоманеният биметален слоест композитен материал, приготвен със стомана като матричен слой и високооловен бронз като композитен слой, комбинира отличните свойства на двата материала. Понастоящем обичайните методи за приготвяне на медно-стоманени биметални слоести композитни материали включват експлозивен композитен метод, валцуван композитен метод, дифузионен композитен метод, метод на центробежно леене, метод на леене чрез топене и метод на синтероване на прах. Сред тях методът на експлозивно смесване и методът на валцуване се използват главно за приготвяне на биметални слоести плочи; методът на дифузионно смесване има дълъг цикъл на подготовка и дългосрочното запазване на топлината може лесно да причини сериозно окисляване и загуба на изгаряне на оловни елементи, а цената също е висока; методът на центробежно леене може лесно да причини макросегрегация на оловен елемент; праховата металургия включва много процеси, дълъг цикъл на подготовка и висока цена.
Композитният метод за отливане на стопилка, при който два материала се нагряват едновременно, има очевидни технически и разходни предимства при получаването на медно-стоманени биметални слоести композитни материали. Тази статия ще проучи влиянието на специфични параметри на процеса върху микроструктурата и свойствата на медно-стоманени биметални материали чрез експерименти с композитни смеси, излети в стопилка. Законите осигуряват теоретична основа за формулиране на разумен план за топене и леене на биметални медно-стоманени композити.
1. План за тестване
1.1 Тестови материали
Материалите, използвани в теста, включват високооловен бронз CuPb15Sn7 и стомана 45. Химическият състав на двата материала е показан в таблица 1. Преди теста стоманата 45 беше обработена в цилиндър с Φ42 mm × 45 mm, канал с Φ32 mm × 7 mm беше машинно обработен в единия край и медната сплав беше обработен в диск с Φ30 mm × 6 mm. След машинната обработка той трябва да премине през процеси на повърхностна обработка като шлайфане с шкурка, алкално измиване, ецване и потапяне във вода с наситен боракс от 80 градуса и след това да бъде сглобен, както е показано на фигура 1, за тест за леене.
