Влияние условий получения быстроохлажденных гранул на основе железа на свойства композиционных материалов, формируемых литейной технологией

Abstract

Многообразие требований к парам трения вызывает развитие различных технологий получения триботехнических материалов применительно к режимам эксплуатации. Свою нишу занимают и композиционные материалы, получаемые литейными технологиями, которые, в частности, нашли успешное применение для нормализации тепломеханического состояния паровых турбоагрегатов, и представляющих собой матрицу на основе сплавов меди, упрочненную чугунными гранулами. Поскольку структура и свойства чугуна определяются условиями его кристаллизации, были проведены исследования технологических особенностей получения гранул для синтезируемого композиционного материала. С использованием модернизированной установки по получению численных гранул были определены технологические режимы, обеспечивающие более узкий фракционный состав. Установлено, что в гранулах формируется типичная микроструктура доэвтектического белого чугуна, содержащая перлит и ледебурит. Микротвердость опытных чугунных гранул характеризуется высокими значениями (от 7450 до 9450 МПа) и зависит от размера фракции. Композиционный материал, полученный с использованием опытных гранул, имел микротвердость армирующей чугунной гранулы в среднем 3500 МПа, а бронзовой матрицы – 1220 МПа, что выше твердости композиционного материала, полученного с применением отожженных гранул ДЧЛ-1 (2250 МПа). Металлическая основа опытных гранул в композиционном материале имеет структуру перлитного ковкого чугуна с включениями феррита, не превышающего 10–15%, расположенного вокруг хлопьевидного графита. Как результат, повышаются физико-механические свойства готового изделия из композиционного материала.