Tolkning av effekten av smelte- og støpeprosessen på mikrostrukturen og egenskapene til kobber-stål bimetalliske komposittmaterialer
Sammendrag: Høybly bronse CuPb15Sn7/45 stål bimetalliske lagdelte komposittmaterialer ble fremstilt ved bruk av smeltestøpt komposittmetode. Påvirkningen av prosessparametere som oppvarmingsforhold og kjølehastigheter på kobber-stål-komposittgrensesnittet og strukturelle egenskaper ble studert. Resultatene viser at når ovnens ladetemperatur er 900 grader, holdetemperaturen er 1015 grader, holdetiden er 5 minutter, og nitrogenkjøling brukes, kobber-stål-grensesnittet har utmerkede metallurgiske bindingsegenskaper og grensesnittets bruddstyrke. når 200 MPa; kobberlegeringen. Fordelingen av blypartikler i området er relativt jevn, og forbrenningstapet av blyelement er mindre enn 1 %; strukturen og kornstørrelsesfordelingen til stålmatrisen er rimelig, og viser utmerket smelte- og støpekompositteffekt.
Ettersom kravene til den omfattende ytelsen til ingeniørmaterialer blir høyere og høyere, blir det stadig vanskeligere for deler laget av et enkelt metallmateriale å oppfylle deres allsidige ytelseskrav. Sammen med den gradvise knappheten på edelmetallressurser, har bimetalliske lagdelte komposittmaterialer gradvis blitt fremmet og brukt i industrien. På grunnlag av å opprettholde de originale egenskapene til hvert lag av metall, har den generelle ytelsen til lagdelte metallkomposittmaterialer blitt betydelig forbedret, og forberedelsesprosessen har tiltrukket seg mer og mer oppmerksomhet.
Bronse med høy bly har god varmeledningsevne, slitestyrke, slagfasthet og slagmotstand, og er mye brukt i produksjon av hydrauliske komponenter som stempelpumpesylindere. På samme tid, siden gittertypen, gitterkonstanten og antall eksterne elektronatomer av kobber og jern er veldig nære, har de god komposittmetallurgisk kompatibilitet. Det bimetalliske lagdelte komposittmaterialet av kobberstål fremstilt med stål som matriselag og høyblybronse som komposittlag kombinerer de utmerkede egenskapene til begge materialene. For tiden inkluderer vanlige metoder for fremstilling av kobber-stål bimetalliske lagkomposittmaterialer eksplosiv komposittmetode, rullende komposittmetode, diffusjonskomposittmetode, sentrifugalstøpemetode, smeltestøpemetode og pulversintringsmetode. Blant dem brukes den eksplosive blandingsmetoden og den rullende blandingsmetoden hovedsakelig for å fremstille bimetalliske lagdelte plater; diffusjonsblandingsmetoden har en lang forberedelsessyklus, og langvarig varmekonservering kan lett forårsake alvorlig oksidasjon og brennende tap av blyelementer, og kostnadene er også høye; den sentrifugale støpemetoden kan lett forårsake makrosegregering av blyelementet; pulvermetallurgi involverer mange prosesser, lang forberedelsessyklus og høye kostnader.
Den smeltestøpte komposittmetoden der to materialer varmes opp samtidig har åpenbare tekniske og kostnadsmessige fordeler ved fremstilling av kobber-stål bimetalliske lagkomposittmaterialer. Denne artikkelen vil studere påvirkningen av spesifikke prosessparametere på mikrostrukturen og egenskapene til kobber-stål bimetalliske materialer gjennom smeltestøpte kompositteksperimenter. Lovene gir et teoretisk grunnlag for å formulere en fornuftig plan for smelting og støping av kobber-stål bimetall.
1. Testplan
1.1 Testmateriale
Materialene som ble brukt i testen inkluderer høy-bly bronse CuPb15Sn7 og 45 stål. Den kjemiske sammensetningen av de to materialene er vist i tabell 1. Før testen ble 45-stålet bearbeidet til en sylinder på Φ42 mm × 45 mm, et spor på Φ32 mm × 7 mm ble maskinert i den ene enden, og kobberlegeringen ble behandlet til en skive på Φ30 mm × 6 mm. Etter maskinering må den gå gjennom overflatebehandlingsprosesser som sliping av sandpapir, alkalisk vasking, beising og 80 graders mettet boraks-vannnedsenking, og deretter settes sammen som vist i figur 1 for en støpetest.
