Актуальные проблемы в машиностроении. Том 11. № 3-4. 2024 Материаловедение в машиностроении ____________________________________________________________________ 67 Рис. 2. График зависимости относительного удлинения от содержания добавки окиси меди в исходном порошковом составе Из рис.1 видно, что с увеличением содержания добавки окиси меди в исходном порошковом составе неизменно растет прочность материала. При этом растет так же относительное удлинение (рис.2), однако, после 3% мас. добавки окиси меди пластичность материала резко падает. Поведение графиков указанных зависимостей объясняется следующим. При обработке порошковой смеси без добавки окиси меди в среде кислорода рабочей камеры аттритора и дальнейшего термодеформационного передела полученных гранул в горячеэкструдированные прутки происходит окисление алюминия с образованием его оксида γ-Al2O3 со средним размером нанодисперсного уровня [8, 10]. При этом, окисляется не только алюминий, но и порошок меди с образованием СuO – оксида меди (II) (окись меди), который образуется в виде кристаллов черного цвета, начиная с температуры 60…70°С, и Сu2О - оксида меди (I) (закись меди), получаемый разложением СuO при нагревании до 1100 °C в виде кристаллов красновато-коричневые цвета. Проведенный по методу Э. Шайля - Г. Шварца - С.А. Салтыкова, стереологический анализ частиц, зафиксированных просвечивающей электронной микроскопией на репликах материала, показал, что в нем содержится 14,8 % об. частиц со средним размером 36 нм. Наиболее мелкие частицы содержатся в гранулах, а по их границам наблюдаются скопления включений. Размеры этих включений могут составлять 25…50 мкм. Микроренгеноспектральным анализом по элементам с 11-го на этих включениях размерами более 5 мкм было установлено, что в их состав входят медь и алюминий. По-видимому, эти включения представляют собой скопление оксидных образований на основе меди и алюминия, а также химические соединения этих металлов между собой. Анализ характера распределения элементов на границах гранул показал, что они имеют повышенное содержание алюминия. Количественным анализом было установлено, что в материале гранул содержится 2,8% мас. алюминия, а остальной алюминий присутствует на их границах. Эти пограничные скопления фаз оказывают негативное влияние на свойства материала, ослабляя межгранульные связи и, соответственно, не обеспечивая максимально возможные прочность и пластичность материала. Причина этого в том, что при обработке в аттриторе с рабочей камерой емкостью 15 л исходной смеси порошков с небольшим количеством алюминия (0,1…0,2 % мас.) содержащего в этой камере кислорода воздуха достаточно для окисления всего количества алюминия. Но при больших его значениях, как в нашем случае, кислорода недостаточно для окисления всего количества алюминия, и его остатки образуют твердый раствор алюминия в меди и химические соединения с медью, в том числе и по границам гранул [17]. В связи с этим, в исходную порошковую смесь специально вводили оксид меди (II) (окись меди) СuО, являющийся дополнительным источником кислорода для полного
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1