Формування зон контактної взаємодії при просоченні композиційних матеріалів в залежності від складу зв’язки

Анотація

При отриманні макрогетерогенних композиційних матеріалів з металевою матрицею способом пічного просочення необхідно здійснювати контроль процесів контактної взаємодії, що відбуваються на межі поділу між наповнювачем та зв’язкою. Ширина зон контактної взаємодії, що утворюються, на межі поділу є показником інтенсивності цих процесів. Інтенсивність процесів контактної взаємодії залежить від багатьох факторів, у тому числі від складу сплаву-зв’язки. В роботі досліджено вплив легуючих зв’язку компонентів на зміну поверхневого натягу сплаву-зв’язки, і відповідно на інтенсивність процесів контактної взаємодії, що відбуваються на межі поділу при просоченні композиційних матеріалів. Наведено розрахунки зміни поверхневого натягу зв’язки на основі заліза при легуванні С, Р, В та Мо, використовуючи формалізм електрохімічної взаємодії регулярних розчинів. Розплав заліза розглядали як розчинник, а С, В, Р та Мо як розчинені компоненти. Враховували, що утворення поверхні поділу викликає появу незбалансованих зарядів та енергетичного впливу на розподілені у розплаві іони. Адсорбція розчинених компонентів на поверхні наповнювача знижувала поверхневий натяг зв’язки. При оцінці товщини шару надмірної концентрації іонів біля поверхні приймали, що від кількості адсорбованих іонів залежить поверхневий натяг зв’язки. Проведені розрахунки виражали відповідно до поняття моль-еквівалент. Отримано, що легування Мо зв’язки                   Fe–C–B–P викликає зменшення різниці поверхневого натягу легованої зв’язки та чистого розплаву заліза на 28.5 %, і відповідно зменшення товщини шару надлишкової концентрації іонів на 22.6 %. Отримані результати порівнювали з результатами експериментальних робіт для композиційних матеріалів з наповнювачами W–C і залізними зв’язками, легованими С, В, Р і Мо. Визначено, що при легуванні Мо зв’язки Fe–C–B–P ширина зон контактної взаємодії в композиційних матеріалах зменшується на 15–20 %. Таким чином, результати розрахунків запропонованим методом зміни товщини шару надлишкової концентрації іонів на межі поділу при легуванні зв’язки корелюють з експериментальними даними зміни ширини зон контактної взаємодії композиційних матеріалів.