Научные основы порошковой металлургии и металлургии волокна - Бальшин М.Ю.
Скачать (прямая ссылка):
Есть и другая причина более быстрого снижения величины эффективного контактного напряжения (рк)в со временем выдержки і в порошковом теле по сравнению с индивидуальным контактом двух частиц. В соответствии с формулой (VII, 9) для индивидуального контакта при р —const деформированная доля объема твер-
т
дой фазы ю«(*-Н0), контактное сечение а~]/<о~~ —V ' + в первом приближении для порошкового тела также «7 (*-Ио),но в известном интервале плотностей a~tu— (t+t0). Поэтому за одно и то же время величина а растет в порошковом теле быстрее, чем для ин дивидуального контакта. Следовательно, и эффективное контактное напряжение (рк)о = /?(1—2vK Va)/а падает со временем также быстрее. Весьма распространено неправильное представление, что скорость уплотнения спекаемого порошкового тела со временем всегда падает из-за снижения активности частиц. Наоборот, очень часто сопротивление деформации порошкового тела в целом, как видно из табл. 72, падает быстрее, чем сопротивление деформации отдельных частиц.
При давлении р=2 кГ/см2 значение Ф за 256 мин увеличилось только в 1,24 раза, число контактов в (1,24)2= = 1,5 раза. Поэтому критическое сечение а росло главным образом за счет увеличения единичного контактного сечения, и значение (р'к)о за 256 минут снизилось только в 4,1 раза (как для индивидуального контакта) *, Значение эффективного контактного напряжения на 256-й минуте при р = 2 кГ/см3 в четыре раза больше, чем при р=8 кГ/см%. Напомним, что для диффузионного квазивязкого течения, наоборот, следует ожидать снижения (Рк)о с уменьшением величины р.
Можно определить энергию активации при спекании по уравнению Аррениуса:
In [(Ш(Ш - [QIRHVTi - l/T2). (VII,28)
Подставив в это уравнение соответствующие данные из табл. 62 для спекания под давлением 8 кГ/мм* при 900 и 800°С, получаем: 7Л=1073°С, T2=1173 С, (*к)і-=5100 мин, Г/кЬ-1320 мин получим Q=34000 кал/моль.
В литературе [37, 39] была установлена следующая закономерность. При r = const, p=const для одинаковых порошков в довольно широком интервале температур скорости деформации dfi/dt-db/V dt и A?/A* различа-
» Даже если считать, что контактное сечение достигло,на 256-й минуте теоретического потолка, то и в этом случае 0>кЧ'<ВДи = 10, а не 16, как при р=8 кГ/смК
S65
18—1098
Таблица 70
Спекание под давлением электролитической меди [39]
ВреМЯ. JKUK 100-тг=100 <л-з»)/«. Al при Т, 0C — *¦»). %/м.ин Среднее по шести темпера» турам
*\ I Al* = U-tr 600 650 750 800 850 900
4 8 16 32 64 128 8 26 32 64 128 256 4 8 64 32 64 128 2,96 1,60 0,75 0,33 0,16 0,09 2,95 1,56 0,82 0,31 0,17 0,08 3,45 1,42 0,84 0,33 0,16 0,08 3,50 1,74 0,78 0,40 0,20 0,06 3,00 1,50 0,75 0,37 0,14 0,06 3,25 1,62 0,69 0,25 0,12 0,06 3,17 1,59 0,77 0,33 0,016 0,072
ются между собой только в начальные минуты выдержки, а затем
d?/dt = const, A?/Д/ = const. (VII.29)
Для некоторых порошков (см. табл, 71) при /?=const, /=const было характерно равенством
d$[Mt = d?/?d* = const, А#/Ш = const, (VH.30)
которое не слишком сильно отличается от равенства (VII, 29).
В табл. 73 показано, что при спекании под давлением 16 кГ/сж2 электролитической меди [39] в широком интервале температур удовлетворительно соблюдалось равенство (VII, 29). В интервалах времени 4—8, 8—16, 16—32, 32—64, 64—128, 128—256 мин отклонения от средних значений составляли соответственно 7,8; 5,5; 5,0; 11; 11,4; 18,5% (усредненные отклонения) Я 10,4; 10,7; 10,4; 24; 33; 39%- Более значительные отклонения от средних скоростей в интервалах 64—128, 128—256 мин объясняются переходом части образцов в третью стадию уплотнения.
Равенство (VII, 27) легко объясняется на основании зависимости О—t по формуле (VII, 24). В нее входят константы M и tK. Величина M практически не зависит в
» В данном случае d$/dt, A?/Af пропорциональны скорости усадки d?/?odt1, A?/?oA*. так как ?0«const.
26?
давления уменьшается *к, снижается сопротивление деформации. Но соответственно растет и контактное сечение, уравновешивающее нагрузку. Именно поэтому при t = const dft/Mt = const. Таким образом, спекание —довольно равновесный процесс. Аналогичным образом объясняется и формула Д#/ОД? = const.
Рис. 44 показывает [37] зависимость d^/dt—l/t для карбонильного никеля при разных давлениях (7/=95(^0). Для р=8, 16, 32 кГ/мм2 начиная с 3-й минуты выдержки в соответствии с вышеизложенным скорость мало зависит от давления (при r=const), но при р=4 кГ/мм2 dp/dt — скорость уплотнения для г = const падает почти на порядок.
При спекании одновременно сосуществуют два процесса: 1) перенос атомов к контактам — внутричастич-ная деформация, связанная с деформацией доли объема частиц Дат, 2) перемещение самих частиц—межчастичное уплотнение, за счет смещения контактов, обычно составляющее главную часть общего уплотнения Д#. Отношение Дт)/Дй) может колебаться в очень широких пре-
делах — от ДО/Доз » Ю4 до ДО/Дю-1. При малых температурах или давлениях смещение контактов тормозится,
иильного никеля при sou о.
/_4; 2—8; 3 — 16; 4 — 32 кГ/мм*
имость d?ldt для давлением кароо-
