Actual Problems in Machine Building 2019 Vol. 6 No. 1-4

Actual Problems in Machine Building. Vol. 6. N 1-4. 2019 Materials Science in Machine Building ____________________________________________________________________ 196 подтвержден результатами экспериментов. Далее, исследования были выполнены по пропитке исследуемых материалов при температурах 950 и 1000 ⁰ C с различной изотермической выдержкой. Рисунок 2 показывает фотографии структур, полученных оптическим микроскопом после пропитки при 950 °C с изотермическим воздействием 15, 30, 60, 600 секунд. Заполнение пор завершается в течение 15 секунд (рис. 2, a), в это время медный расплав растворяет мелкодисперсное железо, расположенное между железными частицами средней дисперсности, что приводит к увеличению областей заполненных медным сплавом. В то же время происходят процессы поверхностного растворения железных частиц средней дисперсии в медном сплаве (рис. 2, a, б). Кроме того, медь растворяется в железе. В этом случае в структуре остается нерастворенным мелкодисперсное железо в форме частиц неправильной формы и их скоплений размерами 1÷8 мкм (рис. 2, б), и с увеличением выдержки их размеры увеличиваются (рис. 2, с). Во время последующего охлаждения системы из пересыщенного раствора выпадает фаза на основе железа, в форме сферических частиц размерами 1÷5 мкм (Рис. 2, д) [5]. а б в г Рис. 2. Структура образцов после инфильтрации с различным временем выдержки. а - выдержка 15 секунд при t=950 °С х200, б - выдержка 30 секунд при t=950 °С х200, в - выдержка 60 секунд при t=950 °С х200, г - выдержка 600 секунд при t=950 °С х200 Микроструктура образцов после пропитки состоит из легированного и пересыщенного феррита (30-150 мкм), пространство вокруг которого заполнено медной фазой и участками легированного феррита (1-8 мкм). Анализ химического состава материала показал: Cu - 27,11 %, Zn – 11,72 %, Mn - 0,11 %, остальное – Fe. В результате анализа дифракции рентгеновских лучей в материале были обнаружены две фазы: ОЦК фаза железа и ГЦК фаза меди [5]. Вышеприведенные результаты и анализ работ [13 - 15] вызвало необходимость более серьезных исследований относительно кинетики и механизма процесса пропитки исследуемых материалов. Рисунок 3 показывает экспериментальные точки зависимости высоты фронта инфильтрата от времени выдержки системы при данной температуре. Высота проникновения фронта медного сплава была определена металлографическим анализом как расстояние от конца образца, где располагался инфильтрат к крайней точке границы железно-медной системы с погрешностью не больше чем 0,2 мм. Пропитка была выполнена при температуре 950°C за время выдержки 3, 6, 9, 12, 15, 18 секунд. Образцы составов, представленных в таблице 1, использовались в качестве опытных образцов.