Механики XXI веку №15 2016

Механики XXI веку. №15 2016 г.

232

В качестве материала для инфильтрации использовалась латунь Л63 с плотностью ρ = 8,44

г/см

. Плотность образцов до инфильтрации составляла 5,23 г/см

. перед инфильтрацией определяли

объем открытой пористости методом гидростатического взвешивания и рассчитывали объем ин-

фильтрата.

Глубина проникновения фронта пропитывающего материала определяли на металлографиче-

ском агрегатном микроскопе серии ЕС МЕТАМ РВ. Дисперсность структуры определяли с примене-

нием зондового микроскопа ИНТЕГРА Прима.

Дозирование компонентов

Смешивание

Гранулирование

Формование фасонных «сырых» заготовок

Термодеструкция ФФС

Низкотемпературное

восстановление окислов железа до железа

Спекание

Инфильтрация

Рис. 1. Обобщенная технологическая схема получения заготовок.

Результаты и их обсуждение.

Описанная методика изготовления образцов позволяет в ши-

роких пределах варьировать величину пористости и размера пор.

На рис. 2 приведены структуры композиций после инфильтрации с различным временем вы-

держки. Микроструктуру исследовали на микроскопе МБС-10.

Структура композиций представляет из себя каркас из частиц крупного железа (50-150 мкм)

между которыми расположена высокодисперсная фаза, образованная в результате инфильтрации и

последующего взаимного растворения губчатого железа (продукта восстановления оксида) и латуни.

Структура железного каркаса - феррит (70-80%) и перлит (20-30%). Границы зерен видны четко, раз-

меры частиц губчатого железа порядка 1 мкм и пор губчатого железа порядка 0,2 мкм.

На образцах определялась плотность, твердость (табл.1), микротвердость при нагрузке 10 г

(табл. 2). Плотность образцов в зависимости от режима инфильтрации при температуре 950 °С имела

величину: при выдержке 600 секунд – 7,69 г/см

, при выдержке 60 секунд – 7,68 г/см

, при выдержке

30 секунд – 7,76 г/см

, при выдержке 15 секунд – 7,75 г/см

. Уменьшение плотности, очевидно, обу-

словлено испарением цинка.

Анализ химического состава композиционного материала показал, что с увеличением време-

ни выдержки, содержание Fe увеличивается с 70,38 % при выдержке 15 секунд до 73,35 % при вы-

держке 600 секунд, содержание Cu остается практически постоянным (19,22%), а содержание Zn

уменьшается (от 10,17 до 7,16 % при увеличении времени выдержки от 15 до 600 секунд). Содержа-

ние углерода при любой выдержке находилось в пределах (0,19-0,22) %. Анализ проводился на опти-

ко-эмиссионном спектрометре PMI-MASTER UVR.