Obrabotka Metallov. 2017 no. 2(75)

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 2 (75) 2017 49 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Т а б л и ц а 1 Относительная плотность композитов D , полученных электроискровым спеканием порошков Ti 3 SiC 2 -Cu при 850 °С, параметр решетки меди, размер кристаллитов меди, микроискажения решетки меди ε и твердость по Виккерсу Состав Ускорение шаров, м·с –2 D , % Параметр решетки меди, Å Размер кристаллитов меди, нм ε, % Твердость по Виккерсу, МПа 3 об.%Ti 3 SiC 2 -Cu 200 95 3,621 92 0,16 1350 5 об.%Ti 3 SiC 2 -Cu 200 92 3,625 76 0,22 1500 3 об.%Ti 3 SiC 2 -Cu 400 92 3,618 55 0,33 2000 5 об.%Ti 3 SiC 2 -Cu 400 89 3,622 50 0,31 1900 18 об.%Ti 3 SiC 2 -Cu 400 82 3,630 20 0,10 2900 Т а б л и ц а 2 Механизмы упрочнения в композитах, полученных электроискровым спеканием композиционных порошков (3–5об.%)Ti 3 SiC 2 -Cu Состав Ускоре- ние шаров, м·с –2 Твердость по Виккер- су, МПа Предел текучести (оценка), МПа Суммарное упрочнение, МПа Упрочнение дисперсными частицами, МПа Дислокацион- ное и зерногра- ничное упроч- нение, МПа 3об.%Ti 3 SiC 2 -Cu 200 1350 450 370 70 300 5об.%Ti 3 SiC 2 -Cu 200 1500 500 420 110 310 3об.%Ti 3 SiC 2 -Cu 400 2000 670 590 70 520 5об.%Ti 3 SiC 2 -Cu 400 1900 630 550 110 440 нанометров упрочнение композиционного мате- риала будет достигаться за счет присутствия дис- персных частиц и мелкокристаллического состо- яния матрицы. В табл. 2 представлены оценки вкладов различных механизмов упрочнения в композитах (3–5) об.% Ti 3 SiC 2 -Cu. Предел теку- чести материала рассчитан из величин твердо- сти с учетом соотношения [15] H = 3σ, где H – твердость материала; σ – предел текуче- сти. Предел текучести меди составляет 80 МПа. Величина упрочнения дисперсными частицами по механизму Орована [16] оценивалась как Δσ = φ Gb /( L – d ), где φ – коэффициент, равный 2; G – модуль сдви- га матрицы (модуль сдвига меди составляет 47,7 ГПа); b – вектор Бюргерса матрицы (для меди вектор Бюргерса составляет 2.555 Å); L – рассто- яние между частицами; d – диаметр частиц. Рас- стояние межу частицами рассчитывалось как L = d (π/6 f ) 1/3 , где f – объемная доля частиц. Расчеты проведе- ны для дисперсных частиц размером 200 нм (см. рис. 2). Из данных табл. 2 можно заключить, что в полученных композитах наиболее существен- ным является суммарный вклад дислокационно- го и зернограничного упрочнения. 1.2. Fe-Ag Исследованы микроструктурные изменения при электроискровом спекании композицион- ных порошков Ag-50 об.% Fe, полученных ме- ханической обработкой смесей порошков желе- за и серебра в планетарной шаровой мельнице АГО-2 [12]. В условиях электроискрового спека- ния плавление серебра имело локальный харак- тер, как и в случае спекания агломератов состава 18 об.% Ti 3 SiC 2 -Cu. Как видно из рис. 4, обла-