Литі композиційні матеріали на основі мідних сплавів
Method of composite material obtaining determines degree of diffusion of the particle-matrix connection strength, nature of particles distribution in the melt, level of mechanical characteristics and properties of the final product. The paper proposes a casting method for obtaining a composite dispe...
Gespeichert in:
| Datum: | 2023 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainisch |
| Veröffentlicht: |
Physico-technological Institute of Metals and Alloys
2023
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/122 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Metal and Casting of Ukraine |
Institution
Metal and Casting of Ukraine| _version_ | 1859471947180539904 |
|---|---|
| author | Рейнталь, О.О. Лихошва, В.П. Тимошенко, А.М. Клименко, Л.М. |
| author_facet | Рейнталь, О.О. Лихошва, В.П. Тимошенко, А.М. Клименко, Л.М. |
| author_sort | Рейнталь, О.О. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2023-06-14T07:58:04Z |
| description | Method of composite material obtaining determines degree of diffusion of the particle-matrix connection strength, nature of particles distribution in the melt, level of mechanical characteristics and properties of the final product. The paper proposes a casting method for obtaining a composite dispersion-reinforced material based on copper and its alloys and dispersed particles of chromium steel using laser radiation to heat them in a gas-powder stream. Methods of powder supply are considered: on the melt surface or through a recessed lance. It is found that when the powder is applied to the melt surface without additional mixing, a very shallow area of suspension is formed near the surface, there is no uniform distribution of inclusions throughout the volume of the ingot. Supply of deep gas powder stream allows to obtain a composite ingot with a uniform distribution of the dispersing phase. Composite microstructure and distribution of introduced steel particles in the volume of ingot were studied. Statistical analysis of dispersed component geometric parameters showed changes nature in their shape and size in the volume of ingot. It is determined that due to combined action of laser radiation and electromagnetic field of induction furnace, the process of globularization of steel particles in copper or bronze melt takes place, which is observed by means of microstructural studies of composite ingot. When comparing the mechanical properties, it was found that the hardness of obtained composite exceeds the hardness of cast steel 09X18 by 1.2 times and 2.6 times the hardness of cast bronze OCS 3-8-6.
Tribotechnical characteristics of steel, bronze and composite material differ, especially with increasing load. It is determined that the samples of cast bronze are operational at loads not exceeding 5.1 MPa. Cast steel 09X18 can be used as a wearresistant material at loads not exceeding 10.7 MPa. The composite material at different loads proved its significant advantage and showed that it is able to work under load conditions of 15.3 MPa. |
| first_indexed | 2026-03-12T15:50:37Z |
| format | Article |
| id | oai:oai.metalsandcasting.com:article-122 |
| institution | Metal and Casting of Ukraine |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-03-12T15:50:37Z |
| publishDate | 2023 |
| publisher | Physico-technological Institute of Metals and Alloys |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:oai.metalsandcasting.com:article-1222023-06-14T07:58:04Z Cast composite materials based on copper alloys Литі композиційні матеріали на основі мідних сплавів Рейнталь, О.О. Лихошва, В.П. Тимошенко, А.М. Клименко, Л.М. cast composite material dispersion-strengthened material copper alloys powder materials laser processing литий композиційний матеріал дисперсійнозміцнений матеріал мідні сплави порошкові матеріали лазерна обробка Method of composite material obtaining determines degree of diffusion of the particle-matrix connection strength, nature of particles distribution in the melt, level of mechanical characteristics and properties of the final product. The paper proposes a casting method for obtaining a composite dispersion-reinforced material based on copper and its alloys and dispersed particles of chromium steel using laser radiation to heat them in a gas-powder stream. Methods of powder supply are considered: on the melt surface or through a recessed lance. It is found that when the powder is applied to the melt surface without additional mixing, a very shallow area of suspension is formed near the surface, there is no uniform distribution of inclusions throughout the volume of the ingot. Supply of deep gas powder stream allows to obtain a composite ingot with a uniform distribution of the dispersing phase. Composite microstructure and distribution of introduced steel particles in the volume of ingot were studied. Statistical analysis of dispersed component geometric parameters showed changes nature in their shape and size in the volume of ingot. It is determined that due to combined action of laser radiation and electromagnetic field of induction furnace, the process of globularization of steel particles in copper or bronze melt takes place, which is observed by means of microstructural studies of composite ingot. When comparing the mechanical properties, it was found that the hardness of obtained composite exceeds the hardness of cast steel 09X18 by 1.2 times and 2.6 times the hardness of cast bronze OCS 3-8-6. Tribotechnical characteristics of steel, bronze and composite material differ, especially with increasing load. It is determined that the samples of cast bronze are operational at loads not exceeding 5.1 MPa. Cast steel 09X18 can be used as a wearresistant material at loads not exceeding 10.7 MPa. The composite material at different loads proved its significant advantage and showed that it is able to work under load conditions of 15.3 MPa. Спосіб отримання композиційного матеріалу визначає ступінь міцності дифузійного з'єднання частинка-матриця, характер розподілу часток в розплаві, рівень механічних характеристик і властивостей кінцевого виробу. В роботі запропоновано ливарний спосіб одержання композиційного дисперснозміцненого матеріалу на основі міді та її сплавів і дисперсних частинок з хромистої сталі при використанні лазерного випромінювання для їх нагрівання в газопорошковому потоці. Розглянуто способи подачі порошку: на поверхню розплаву або через заглиблену фурму. Встановлено, що при подачі порошку на поверхню розплаву без додаткового перемішування формується зовсім неглибока область суспензії поблизу поверхні, не забезпечується рівномірний розподіл включень по всьому об’єму злитка. Подача заглибленим газопорошковим потоком дозволяє отримати злиток композиційного матеріалу з рівномірним розподілом дисперснозміцнюючої фази. Досліджено мікроструктуру композиту, розподіл введених сталевих частинок в об'ємі злитка. Статистичний аналіз геометричних параметрів дисперсної складової показав характер зміни їх форми та розмірів в об’ємі злитка. Визначено, що за рахунок сумісної дії лазерного випромінювання та електромагнітного поля індукційної печі протікає процес глобуляризації сталевих частинок у розплаві міді або бронзи, що спостерігається за допомогою мікроструктурних досліджень композиційного злитка. При порівнянні механічних властивостей встановлено, що значення твердості отриманого композиту перевищує твердість литої сталі марки 09Х18 у 1,2 рази та у 2,6 рази перевищує значення твердості литої бронзи ОЦС 3-8-6. Триботехнічні характеристики сталі, бронзи та композиційного матеріалу відрізняються, особливо зі зростанням навантаження. Визначено, що зразки із литої бронзи працездатні при навантаженнях не більш 5,1 МПа. Литу сталь 09Х18 можливо використовувати в якості зносостійкого матеріалу при навантаженнях не більше, ніж 10,7 МПа. Композиційний матеріал при різних навантаженнях довів свою значну перевагу та показав, що здатний працювати в умовах навантаження 15,3 МПа. Physico-technological Institute of Metals and Alloys 2023-06-14 Article Article Рецензована Стаття application/pdf https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/122 Metal and Casting of Ukraine; Vol. 28 No. 3 (2020): Metal and Casting of Ukraine Метал та лиття України ; Том 28 № 3 (2020): Метал та лиття України 2706-5529 2077-1304 uk https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/122/123 Авторське право (c) 2023 Метал та лиття України |
| spellingShingle | литий композиційний матеріал дисперсійнозміцнений матеріал мідні сплави порошкові матеріали лазерна обробка Рейнталь, О.О. Лихошва, В.П. Тимошенко, А.М. Клименко, Л.М. Литі композиційні матеріали на основі мідних сплавів |
| title | Литі композиційні матеріали на основі мідних сплавів |
| title_alt | Cast composite materials based on copper alloys |
| title_full | Литі композиційні матеріали на основі мідних сплавів |
| title_fullStr | Литі композиційні матеріали на основі мідних сплавів |
| title_full_unstemmed | Литі композиційні матеріали на основі мідних сплавів |
| title_short | Литі композиційні матеріали на основі мідних сплавів |
| title_sort | литі композиційні матеріали на основі мідних сплавів |
| topic | литий композиційний матеріал дисперсійнозміцнений матеріал мідні сплави порошкові матеріали лазерна обробка |
| topic_facet | cast composite material dispersion-strengthened material copper alloys powder materials laser processing литий композиційний матеріал дисперсійнозміцнений матеріал мідні сплави порошкові матеріали лазерна обробка |
| url | https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/122 |
| work_keys_str_mv | AT rejntalʹoo castcompositematerialsbasedoncopperalloys AT lihošvavp castcompositematerialsbasedoncopperalloys AT timošenkoam castcompositematerialsbasedoncopperalloys AT klimenkolm castcompositematerialsbasedoncopperalloys AT rejntalʹoo litíkompozicíjnímateríalinaosnovímídnihsplavív AT lihošvavp litíkompozicíjnímateríalinaosnovímídnihsplavív AT timošenkoam litíkompozicíjnímateríalinaosnovímídnihsplavív AT klimenkolm litíkompozicíjnímateríalinaosnovímídnihsplavív |