Введение 4
1 Свойства литой и деформированной меди и композиционных
материалов на ее основе 6
1.1 Физические свойства меди 6
1.2 Механические свойства меди 11
1.3 Деформируемые медные сплавы 11
1.4 Композиционные материалы электротехнического назначения 13
1.5 Методы упрочнения медематриченых композиционных материалов 15
1.6 Модифицирование меди 19
1.7 Выводы. Цель и задачи исследования 24
2 Исходный материал, оборудование и методика эксперимента 26
2.1 Исходный материал 26
2.2 Оборудование для исследований 27
2.3 Методика проведения исследований 30
3 Результаты опыта и их обсуждения 32
3.1 Структура и механические свойства меди марки М1 32
3.2 Исследование структуры и свойств дисперсно-упрочненной меди 33
Заключение 38
Список использованных источников 39
В настоящее время, необходимость повышения конкурентоспособности электротехнической продукции из меди и медематричных композиционных сплавов заставляет производителей постоянно совершенствовать технологию ее изготовления. Следовательно, основным недостатком существующих технологий получения заготовок из меди методом литья является анизотропия их свойств, обусловленная столбчатой структурой и большой протяженностью границ между структурными зонами с различной направленностью роста кристаллов. Стоит отметить, что аналогичная картина наблюдается при литье дисперсно-упрочненных сплавов на основе меди.
Наибольшим спросом пользуется электротехническая медь. На ее производство расходуется более половины всего количества, добываемого и перерабатываемого медного сырья. В электротехнической промышленности кабели, электротехнические шины, трансформаторные обмотки и другие изделия изготавливают из разных сортов высококачественной меди. В тех случаях, когда требуется максимальная электропроводность, применяется бескислородная медь с высокой электропроводностью. Однако она имеет низкую твердость, низкую температуру рекристаллизации поэтому повышение этих свойств является весьма актуальным.
Медь применяется для получения различных изделий электротехнического назначения, например, электродов контактной сварки. Требования к уровню механических и эксплуатационных свойств этих изделий, работающих при повышенных температурах и давлениях, постоянно повышаются.
Необходимо улучшить структуру меди за счет модифицирования, что напрямую повлияет на эксплуатационные свойства (электропроводность, жаропрочность, твердость и др.). Данный метод является наиболее перспективным для получения композиционных материалов с заданным комплексом свойств. Однако, крупнозернистая столбчатая структура и анизотропия свойств литых заготовок из меди связаны с микрогетерогенностью расплава и высокой теплопроводностью меди.
Исследовано, совместное влияние модифицирование кадмиевой бронзой и РЗМ на формирование структуры и свойств электротехнической меди укрепленной дисперсными частицами диборида хрома.
Установлено, что модифицирование кадмиевой бронзой в количестве до 0,1 мае % измельчает зерно металлической основы композитного материала до среднего размера 0,15-0,35 мм, а добавка в таком же количестве РЗМ способствует образованию в расплаве интерметаллидов Cu6Ce, которые адсорбируясь на поверхности частиц CrB2, представляют их укрепление за счет коагуляции. В результате твердость композитного сплава по сравнению с чистой медью возрастает на 40-49 %, при этом его прочность остается на достаточно высоком уровне. Деформационная обработка нового материала повышает твердость композита до 221 HV, а прочность до 501 МПа.
