Tulkinta sulatus- ja valuprosessin vaikutuksista kupari-teräs bimetallikomposiittimateriaalien mikrorakenteeseen ja ominaisuuksiin
Tiivistelmä: Korkealyijypronssi CuPb15Sn7/45-teräksiset bimetalliset kerroskomposiittimateriaalit valmistettiin sulavalukomposiittimenetelmällä. Tutkittiin prosessiparametrien, kuten lämmitysolosuhteiden ja jäähdytysnopeuksien, vaikutusta kupari-teräskomposiittirajapintaan ja rakenteellisiin ominaisuuksiin. Tulokset osoittavat, että kun uunin latauslämpötila on 900 astetta, pitolämpötila on 1015 astetta, pitoaika on 5 minuuttia ja käytetään typpijäähdytystä, kupari-teräsrajapinnalla on erinomaiset metallurgiset sidosominaisuudet ja rajapinnan vetomurtolujuus. saavuttaa 200 MPa; kupariseos Lyijyhiukkasten jakautuminen alueella on suhteellisen tasainen ja lyijyelementin palamishäviö on alle 1 %; teräsmatriisin rakenne ja raekokojakauma ovat kohtuullisia, ja niillä on erinomainen sulamis- ja valukomposiittivaikutus.
Kun vaatimukset teknisten materiaalien kokonaisvaltaiselle suorituskyvylle kovenevat, yhdestä metallimateriaalista valmistettujen osien on yhä vaikeampaa täyttää kaikkia suorituskykyvaatimuksiaan. Yhdessä jalometallivarojen asteittaisen niukkuuden kanssa kaksimetallikerroksisia komposiittimateriaaleja on vähitellen edistetty ja käytetty teollisuudessa. Kunkin metallikerroksen alkuperäisten ominaisuuksien säilyttämisen perusteella kerrostettujen metallikomposiittimateriaalien kokonaissuorituskykyä on parannettu merkittävästi ja sen valmistusprosessi on herättänyt yhä enemmän huomiota.
Korkealyijypronssilla on hyvä lämmönjohtavuus, kulutuskestävyys, iskunkestävyys ja iskunkestävyys, ja sitä käytetään laajalti hydraulisten komponenttien, kuten mäntäpumpun sylintereiden, valmistuksessa. Samalla, koska kuparin ja raudan hilatyyppi, hilavakio ja ulkoisten elektroniatomien lukumäärä ovat hyvin lähellä, niillä on hyvä komposiittimetallurginen yhteensopivuus. Kupari-teräs bimetallikerroskomposiittimateriaali, joka on valmistettu teräksestä matriisikerroksena ja lyijypronssia komposiittikerroksena, yhdistää molempien materiaalien erinomaiset ominaisuudet. Tällä hetkellä yleisiä menetelmiä kupari-teräksisten bimetallikerroskomposiittimateriaalien valmistamiseksi ovat räjähdyskomposiittimenetelmä, valssauskomposiittimenetelmä, diffuusiokomposiittimenetelmä, keskipakovalumenetelmä, sulavalumenetelmä ja jauhesintrausmenetelmä. Niistä räjähdysaineseosmenetelmää ja valssaussekoitusmenetelmää käytetään pääasiassa kaksimetallisten kerroslevyjen valmistukseen; diffuusiosekoitusmenetelmällä on pitkä valmistusjakso, ja pitkäaikainen lämmönsäilytys voi helposti aiheuttaa vakavan hapettumisen ja lyijyelementtien polttohäviön, ja kustannukset ovat myös korkeat; keskipakovalumenetelmä voi helposti aiheuttaa lyijyelementin makrosegregaation; jauhemetallurgiaan liittyy monia prosesseja, pitkä valmistusjakso ja korkeat kustannukset.
Sulavalukomposiittimenetelmällä, jossa kahta materiaalia kuumennetaan samanaikaisesti, on ilmeisiä teknisiä ja kustannusetuja kupari-teräs bimetallikerroskomposiittimateriaalien valmistuksessa. Tässä artikkelissa tutkitaan tiettyjen prosessiparametrien vaikutusta kupari-teräsbimetallimateriaalien mikrorakenteeseen ja ominaisuuksiin sulavalukomposiittikokeiden avulla. Lait tarjoavat teoreettisen perustan järkevän kupari-teräsbimetallin sulatus- ja valukomposiittisuunnitelman laatimiselle.
1. Testisuunnitelma
1.1 Testimateriaalit
Testissä käytettyjä materiaaleja ovat lyijypitoinen pronssi CuPb15Sn7 ja 45-teräs. Näiden kahden materiaalin kemialliset koostumukset on esitetty taulukossa 1. Ennen testiä 45-teräs työstettiin sylinteriksi, jonka koko oli Φ42 mm × 45 mm, toisessa päässä työstettiin Φ32 mm × 7 mm:n ura ja kupariseos. prosessoitiin levyksi, jonka koko oli Φ30 mm × 6 mm. Koneistuksen jälkeen se on käytävä läpi pintakäsittelyprosessit, kuten hiekkapaperin hionta, alkalipesu, peittaus ja 80 asteen kyllästetty booraksiveteen upottaminen, ja koottava sitten kuvan 1 mukaisesti valutestiä varten.
