Структура виливків литих композитів системи Сu-V, одержаних електронно-променевим литтям

Анотація

Сплави системи Cu-V є перспективними композиційними електротехнічними матеріалами. Вони мають вищі значення звичайної та високотемпературної міцності при мінімальній втраті електропровідності за рахунок легування. Одержання подібних сплавів є складною технологічною задачею через нерозчинність ванадію в міді, його тугоплавкість та високу реакційну здатність. Більшість технологій, які дозволяють одержати рівномірний розподіл дрібних включень ванадію в мідній матриці є складними, багатостадійними і високовартісними та передбачають застосування порошкової металургії. Найбільш дешевим способом для виробництва заготовок та виробів зі сплавів системи Cu-V є застосування ливарних технологій. Через нерозчинність ванадію в міді та його нижчу густину, для одержання виливків було обрано електронно-променеву ливарну технологію. Вона дозволяє здійснювати концентрований точковий нагрів металу у вакуумі та реалізує електромагнітне перемішування розплаву. Це дає можливість одержати гомогенний перегрітий розплав та провести його заливання у вакуумі. При цьому, важливо максимально пришвидшити кристалізацію виливка, щоб забезпечити мінімальний розмір та рівномірний розподіл частинок ванадію і не допустити їх спливання. Представлена робота присвячена визначенню технологічних особливостей одержання якісних литих композитів на основі системи Cu-V різного хімічного складу в умовах вказаної технології. При одержані сплавів із вмістом ванадію до 2 % мас. неоднорідність розподілу дисперсних частинок тим більша, чим вища концентрація ванадію.  Показано, що його оптимальний вміст в міді відповідає концентрації 0,2 % мас., яка є близькою до перитектичної. Для такого сплаву в литому стані нерозчинні зміцнюючі частинки ванадію є рівномірно розподіленими та мають розміри близько 0,5-1 мкм. Важливим є те, що при переплаві таких сплавів поширеним способом індукційної плавки вдається забезпечити рівномірність розподілу ванадію та зберегти невеликі розміри його частинок.