Использование механохимического метода для получения модификаторов внутриформенного модифицирования меди
А.А. ЖДАНОК1, В.А. КУЗНЕЦОВ1,2, Б.П. ТОЛОЧКО1, З.А. КОРОТАЕВА1, Н.В. СТЕПАНОВА2, К.А. СКОРОХОД2
1Институт химии твердого тела и механохимии CО РАН, Новосибирск, Россия
a-zhdanok@mail.ru
2Новосибирский государственный технический университет, Новосибирск, Россия
sibcvetlit@rambler.ru
Ключевые слова: внутриформенное модифицирование, модификатор, литье, медь, ультрадисперсные керамические частицы
Страницы: 232-241
Аннотация
Главные свойства меди, которые определяют ее преимущественное использование, - это высокие значения электропроводности и теплопроводности, а также хорошая стойкость по отношению к коррозии. Влиять на механические свойства металлов можно введением малых добавок инертных керамических материалов (модификаторов), которые будут выступать центрами кристаллизации, изменять микро- и макроструктуру. Лучшее смачивание керамических частиц расплавом достигается плакированием металлами с использованием совместной обработки керамических порошков и металлов в планетарно-центробежных активаторах. Для исследования влияния модифицирования на свойства меди были приготовлены четыре литейные формы и получены цилиндрические образцы диаметром 30 мм с различными модификаторами: 1) B4C/Cu/Cr; 2) (WC/TiC)/Cu/Cr; 3) ферроцерий МЦ50Ж6 (сплав 6 мас. % железа и смеси редкоземельных металлов); 4) без добавок. Количество активной фазы (керамика и редкоземельные металлы) составляло 0.03 % от массы отливки. Обнаружено, что образцы 1 и 2 имеют наименьшие стандартные отклонения по твердости от средних значений по всей площади образца и на разных расстояниях от центра, что может служить показателем более равномерной кристаллизации расплава при применении модификаторов B4C и WC/TiC. Стандартные отклонения у образцов 1-4 по HBW (твердость по Бринеллю) - 1.90, 1.37, 6.29, 2.54 соответственно; по HV (твердость по Виккерсу) - 2.39, 2.89, 6.53, 5.28 соответственно. Улучшение коррозионной стойкости по отношению к немодифицированному образцу через 43 ч выдержки в 11 % растворе HNO3 составило 9.3, 2.2, -10.9, 0.0 % соответственно; через 127 ч - 13.1, 15.4, 14.6, 0.0 % соответственно. Размер зерна образцов, модифицированных керамическими тугоплавкими частицами, уменьшился в 2.4-3.0 раза по сравнению с контрольным образцом (без добавок); размер зерна при использовании редкоземельных металлов, напротив, увеличился в 1.5-1.7 раза. Размер субзерен всех модифицированных образцов меньше, чем у контрольного, в 1.3-5 раз.
DOI: 10.15372/KhUR2022377 |
