Теплофизические и механические свойства ДУКМ на основе меди

Г.Л. Колмогоров, А.С. Мокрецов, Т.А. Ульрих (Пермь)

К дисперсноупрочненным относят композиционные спеченные материалы, содержащие искусственно вводимые высокодисперсные, равномерно распределенные частицы фаз, не взаимодействующих активно с матрицей и не растворяющихся в ней до температуры плавления [1].

Исследования в области контактной сварки привели к разработке и внедрению в промышленность перспективного класса дисперсноупрочненных композиционных материалов (ДУКМ) на основе порошковой меди. Испытания показали, что стойкость электродов из ДУКМ в сварочном производстве в несколько раз выше по сравнению с электродами из традиционно применяемых литых бронз.

Для математического моделирования процесса контактной точечной сварки требуется знание теплофизических констант новых материалов. Были исследованы основные теплофизические характеристики материала КМ-4-р и сопоставлены с полученными ранее характеристиками этого же и других ДУКМ полученных по традиционной технологии, а также с чистой медью.

Исследование теплоемкости и теплопроводности материала проводилось в интервале температур 25-400 оС. По своим значениям и по характеру кривой теплоемкости материал КМ-4-р ближе всего к чистой меди, хотя и имеет несколько более сложную зависимость от температуры. Результаты испытаний на теплопроводность КМ-4-р существенно не отличаются от исследованных ранее материалов. Характерным для полученных зависимостей является интенсивное снижение теплопроводности с повышением температуры до 200 оС и стабилизация значений λ при более высоких температурах.

Наряду с вышеуказанными характеристиками были проведены испытания на одноосное растяжение и сжатие в условиях повышенных температур материалов КМ-4 и КМ-25. При комнатной температуре материалы обладают весьма значительным уровнем прочности для композита на основе меди. С ростом температуры предел прочности монотонно снижается. Однако по отношению к прочности материала матрицы, данная характеристика линейно возрастает. Пластичность материалов достаточно ограничена, что объясняется технологией производства порошковых материалов. С ростом температуры данная характеристика монотонно убывает, причем пластичность материала КМ-4 более чувствительна к изменению температуры в интервале 20-400 оС.

 

1. Анциферов В. Н., Бобров Г.В. и др. Порошковая металлургия и напыленные покрытия. М., 1987. 792 с.