Композиционные материалы, полученные методом порошковой металлургии

Методы порошковой металлургии позволяют получать принци­пиально новые материалы, которые сложно или невозможно полу­чить другими способами: многослойные композиции, различные комбинации металлических и неметаллических компонентов, по­ристые материалы с широким диапазоном контролируемой порис­тости, изделия из тугоплавких металлов. Порошковая металлургия дает возможность свести к минимуму отходы металла в стружку, упростить технологию изготовления деталей и снизить трудоем­кость производства.

Технологический процесс изготовления изделий из порошков включает в себя: получение порошков, подготовку шихты, формо­вание, спекание, горячее прессование и штамповку. Размеры частиц порошка обычно составляют 0,1 мкм -0,1 мм. Более крупные час­тицы называют гранулами, более мелкие - пудрой. Металлические порошки получают физико-механическими и химико-металлургическими способами. В основе физико-механических способов лежат методы механического измельчения металлов в твердом и жидком состояниях. К ним относятся дробление и размол стружки в мель­ницах, распыление расплавленного металла струей сжатого воздуха, газа или жидкости, грануляция при литье металла в жидкость. К химико-металлургическим способам относятся способы восстанов­ления металлов из оксидов, электролитическое осаждение металлов из водных растворов солей и т.д.

При формовании заготовок из порошков определенного химиче­ского состава прессованием им придают форму и размеры готовых деталей, после чего направляют на спекание. При спекании непроч­ные прессованные заготовки превращаются в прочное спеченное тело. Для получения более высоких характеристик механических и служебных свойств материалов и повышения точности размеров после формования и спекания дополнительно производят горячее прессование. Пористость повышает окисляемость порошковых материалов. Поры, наполненные газом, снижают теплопроводность, что

ухудшает прокаливаемость пористых материалов по сравнению с компактными. Чем выше требования по прочности, тем меньше должна быть пористость металла.

Исследование структуры сплавов

При изучении строения металла или сплава различают макро­структуру, видимую невооруженным глазом и микроструктуру, оп­ределяемую металлографическими методами, т.е. с использованием различных микроскопов.

Изучение структуры сплавов в данной работе осуществляется с помощью оптического микроскопа. Изображение формируется в отраженном свете.

Для микроанализа изготавливают образцы с полированной по­верхностью - микрошлифы. Для получения микрошлифа поверх­ность образца шлифуют, полируют. Для исследования металличе­ской основы микрошлиф подвергают химическому травлению оп­ределенными реактивами. Например, для сталей используют реак­тив Ржешотарского - спиртовой раствор азотной кислоты (5 мл азотной кислоты и 100 мл этилового спирта).

В результате анализа оценивается форма включений, их размер, распределение, количество графита, легирующих элементов, коли­чество перлита, феррита и т.д.