Мікроструктура і елементний аналіз порошкових композиційних матеріалів на основі заліза

Анотація

У даній статті вивчено кінетику структуроутворення композиційного порошкового матеріалу, що містить тверді мастильні матеріали типу графіту, тальку і стеарата цинку. Для проведення експериментів були приготовлені шихти, що містять порошки, мас.%:
Сu – 4-18; Sn – 1-2,0; C – 1,5-2,5; тальк – 2,0-3,5; стеарат цинку – 0,5, Fe – інше. Змішування порошків здійснювалося в Y-подібному змішувачі, пресування шихти проводили на гідравлічному пресі під тиском 400-1000 МПа, а спікання прессовок – у конвеєрній печі в середовищі захисного газу (ендотермічний газ) в інтервалі температур 850-1150°С. У мікроструктурі спеченої при 850°С залізо-бронзи перліт відсутній. Це пов’язано з адсорбуючою здатністю тальку на поверхні залізних часток, що перешкоджає дифузії вуглецю в кристалічну решітку заліза. Підвищення температури спікання до 1000°С призводить до утворення в структурі залізо-бронзи перліту, при цьому перліт переважає над ферритом. Це пов’язано з частковим вигоранням тальку з поверхні залізних часток і відкритим шляхом дифузії вуглецю. При температурі спікання 1150°С в мікроструктурі зразків залізо-бронзи утворюється перлитная структура і сітка світлих включень. Вивчення хімічного складу світлих включень у мікрорентгенспектральному аналізаторі показало, що в цих включеннях є тверді розчини змінних складів: або Fe-Cu-Sn, Cu-Fe-Sn, або Cu-Sn-Fe. Для підтвердження цих припущень був проведений фазовий рентгеноструктурний аналіз. Дифрактограми цих зразків є рефлексами Fe і Cu. Відсутність дифракційних ефектів, характерних для Sn, пов’язано з його розчинністю в решітці Cu. Це пов’язано з низькою температурою плавлення Sn (232°С) і його іонним радіусом, який дозволяє ізоморфно заміщати іони Cu і Fe іонами Sn (їх різниця складає не більше 15%)