Автореферат (1094949), страница 5

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

В главе 3 показано, что реакционный размол в совокупности с отжигом композиций приводит к образованию дисперсно-упрочненных структур . Эти материалы не могут быть скомпактированы спеканием. Для этих целей нами применялись горячее прессование и закрытая осадка. Так, композиция №1, исходный состав которой приведен в табл. 1, после реакционного размола и отжига была получена в виде гранул средним размером 200-300 мкм. Гранулы прессовались в брикеты массой 5 кг. Затем эти брикеты нагревались без доступа воздуха и прессовались в прутки, диаметром от 16 до 40 мм, на гидравлическом прессе в блоке с удаляемым прессостатком. Кроме того, брикеты подвергались закрытой осадке при давлении 800 МПа.

Исследования механических свойств показали, что при практически неизменной величине прочности на растяжение изменение степени вытяжки приводит к существенному изменению относительного удлинения. Так, для композиции состава № 1 увеличение степени вытяжки с 5 до 15 повышает относительное удлинение с 8% до 15%. В табл. 5 приведены физико-механические свойства материала, полученного при оптимальных режимах, в сравнении с хромциркониевой бронзой, которую разработанный материал успешно заменяет при изготовлении сварочных электродов и электрических контактов.

Таблица 5

Свойства дисперсно-упрочненного материала, полученного

по оптимальной технологии

Наименование параметров и единица измерения	Значение параметров при температуре
	состав № 1	БрХцр.
Плотность, Твердость, HRB, не менее Электропроводность (JACS), %, не менее Предел прочности при растяжении, МПа, не менее Относительное удлинение, %, не менее Температура рекристаллизации,	8,55 74 84 500 15 870	8,9 82 74 490 15 500

Данные этой таблицы, показывают, что основными преимуществами материала, полученного внутренним окислением с последующим внутренним восстановлением углеродом, являются высокая температура рекристаллизации и, соответственно, жаропрочность, что обеспечивает высокие физико-механические и эксплуатационные свойства при повышенных температурах.

В пятой главе изложены вопросы размерной точности заготовок, получаемых спеканием. Для композиций на основе железа, перерабатываемых в фасонные заготовки с применением спекания, размерная точность является одним из главных показателей, определяющих конкурентоспособность разрабатываемых технологий. Размерная точность зависит от стабильности свойств исходного сырья и степени влияния этих свойств на размерные изменения. В отличие от обычных МИМ-фидстоков в композициях Fe – оксиды – ФФС твердая фаза имеет переменную массу при переработке. Установлено, что изменение любого начального размера сырой прессовки может быть выражено:

, (6)

где – линейный размер прессовки;

– изменение линейного размера после окончательного спекания до заданной плотности;

– плотность вещества связующего;

– плотность вещества металлического порошка;

– плотность вещества оксида;

– плотность прессовки;

– плотность спеченного материала;

– масса фазы связующего в прессовке;

– масса металлической фазы в прессовке;

– масса оксидной фазы в прессовке;

; .

В правой части зависимости (6) присутствуют только плотности веществ, а также величины x и y, определяющие рецептуру композиций. Это выражение справедливо при условии изотропности прессовки. Коэффициент перед y в числителе зависимости (6) может быть и более 0,7 (он зависит от вида оксида – ) и определяет массовую долю железа в общей массе оксида.

Анализ размерной точности после спекания сводится к анализу изменения величины при вариации параметров в правой части зависимости (6). Определяем с этой целью частные производные и получаем уравнения, определяющие изменения размеров в зависимости от плотности и концентрации компонентов:

, (7)

где – параметры , , , , x, y, буквой обозначается вариация.

Для композиций со связующим на основе ФФС для получения стальных заготовок можно принять следующие значения плотностей ( ): = 1,3; = 7,8; = 5,24; = 7,6.

Соответственно значения величин x и y рассчитываются по формулам:

, (8)

, (9)

где – объемная доля металлической фазы в композиции;

– объемная доля оксида в связующем.

Результаты расчетов вариаций в зависимости от состава композиций приведены в табл. 6.

Таблица 6

Долевая структура вариации усадки ( ( )) при вариации плотности

и концентрации компонентов на 0,01 от номинальной величины для композиций

		Доля вариации параметров в величине ( )						Сумма долей
						x	y
0	0	-	-	-	-	-	-	-
	0,2	0,26	-	0,08	0,37	-	0,29	1,0
	0,5	0,21	-	0,21	0,39	-	0,19	1,0
0,2	0,0	0,28	0,07	-	0,36	0,29	-	1,0
	0,2	0,25	0,07	0,07	0,37	0,19	0,05	1,0
	0,5	0,17	0,085	0,16	0,42	0,14	0,03	1,0
0,5	0,0	0,20	0,20	-	0,40	0,20	-	1,0
	0,2	0,15	0,23	0,05	0,41	0,10	0,06	1,0

Данные табл. 6, показывают, что эта доля может существенно изменяться при изменении фазового состава композиций.

В действительности вариации параметров не одинаковы: они определяются стабильностью свойств сырья и технологических режимов.

На основе анализа нормативных документов поставщиков, имеющихся литературных данных, теоретических и экспертных оценок определены возможные значения вариаций параметров , , , , x, y. Кроме того, определены вариации размеров прессовки , которые влияют на отклонение размеров спеченного изделия.

Окончательно зависимость для возможных отклонений размеров заготовок после спекания ( ) имеет следующий вид:

_. (10)

Нами было установлено, что в случае применения в качестве металлической фазы карбонильных железных порошков рекомендуется применять для технологических расчетов следующие значения величин вариаций параметров:

= 0,03 ; = 0,008 ; = 0,011 ; = 0,009 ; = 0,01 ; = 0,01 .

Величина может быть определена на основе справочных данных по допускам на изделия из наполненных реактопластов. Для упрощенных расчетов можно принять = 0,0015 .

Полученные соотношения служат для уточнения состава композиций, а также в качестве ограничений допусков на необрабатываемые размеры сборных металлоизделий.

В пятой главе приведены таблицы значений при различных значениях и , которые в совокупности с приведенными выше рекомендациями по значениям величин вариаций создают полную базу для расчета полей допусков заготовок, полученных из композиций любых составов и необходимых для сборки сложных конструкций.

В шестой главе композиционные материалы на основе гранул исследовались для реализации заранее заданных нормативных требований по их прочности, твердости, электропроводности, теплопроводности и другим параметрам. На основе экспериментальных и теоретических работ ряда ученых было составлено основное критериальное уравнение, возникающее при устойчивых однородных металлических связях по всему объему изделия. Были рассмотрены две группы композитов на основе гранул и порошков меди и железа. Для композиций на основе гранул и медного порошка при их равновесном состоянии предложена модель соответствия между относительными плотностями системы:

или , (11)

Характеристики

Список файлов диссертации