Научные основы порошковой металлургии и металлургии волокна - Бальшин М.Ю.
Скачать (прямая ссылка):
1. «Перемещение за счет изменения поверхности прежних мест контакта: а) посредством деформации прежней контактной поверхности; б) путем увеличения прежней поверхности контактов (при сближении); в) путем уменьшения прежней поверхности контактов (при удалении частиц).»
2. «Перемещение за счет смещения прежних мест контакта и замены их новыми».
3. «Перемещение за счет разрыва контактов; одновременный разрыв контактов между рядом соседних частиц вызывает появление трещин (расслой, скрытый расслой, пережог)».
4. «Перемещение, сопровождаемое одновременной внутренней или внешней рекристаллизацией» (т.е. рекристаллизацией в пределах или за пределами границ индивидуальных частиц).
Там же [5, с. 112] было отмечено, что «указанный механизм перемещения частиц (кроме п. 4) действителен не только при спекании, но и при прессовании порошков и деформации спеченных изделий».
Еще в работе [4, с. 91] указывалось, что при спекании имеют место три типа процессов деформации порошкового тела: а) взаимное перемещение частиц; б) внутри-частичная деформация; в) процессы, связанные с рекристаллизацией, перерастающей границы частиц, lawі же отмечалось, что первые два типа процессов неразрывно связаны друг с другом и протекают всегда совместно.
295
Рис. 50. Спекание сферического медного порошка, несовершенство контакта. X150
Таким образом, уже более тридцати лет назад [4, 5] было выдвинуто положение о деформации порошкового конгломерата при спекании по тем же схемам, что и при прессовании (см. рис. 2), за счет совокупности процессов роста (сближения), разрыва и сдвига (смещения) контактных участков. Некоторые экспериментальные подтверждения этой теории уже отмечались. Известны случаи усадки при спекании неспрессованных порошков меди, железа и никеля от #0=0,25 до •o,>0,9. Невозможно представить, что такая усадка происходит без сдвига частиц, только за счет сближения центров при фиксированных контактах. Возможны и усадка при ничтожной деформации объема частиц и существенная деформация объема частиц без усадки.
Спекание можно представить как изостэтическое уплотнение под собственным капиллярным давлением. Несомненно, при спекании достигается большая степень контакта, чем при гидростатическом прессовании. В обоих случаях Критическое (контактное) сечение а=^, но при спекании т=3, при гидростатическом прессовании т=4,3 -*-4,0. При Ф=0?5 0,6 величина а после спека-
Р6
„ия может быть в два раза больше, чем после изостати-ческого прессования. Рост контактного сечения может способствовать фиксированию контактов. Тем не менее некоторые факторы препятствуют при спекании фикси-
рованию контактов еще более энергично, чем при прессовании. Прежде всего, атомы контактной поверхности пои высоких температурах гораздо более подвижны (на несколько порядков), чем другие атомы внутри частицы А это существенно облегчает сдвиг и разрыв контактов Сдвигу и разрыву контактов способствует также спрямление их поверхности при спекании (см. рис. 50). Осо* бенно облегчается спрямление шероховатой и искривленной поверхности для дисперсных частиц. Заметим, что в числе других факторов и спрямление контактных участков между частицами существенно облегчает уплотнение даже после спекания.
В грубых порошках (рис. 51) не происходит достаточного спрямления контактных участков и заполнена малая часть кажущейся контактной поверхности. Это —одно
Рис. 51. Сферический медный п°Р°ш°* * ""^а" 160 мкм, спеченный под давлением, контактные уча стки не везде спрямлены. Х200
297
20—1098
из главных обстоятельств, затрудняющих уплотнение только при обычном спекании, но и при спекании поп внешним давлением*. Металлографическое изучение да ет примеры растяжения контактных участков с образовав нием шейки и их разрыва как при спекании под давлением (рис. 51, участки 1, 2), так и при обычном спекании (рис. 52, на котором виден растянутый перешеек).
Напомним еще раз (см, гл. V), что разрыв и сдвиг контактов при упруго-пластической местной разгрузке как при прессовании, так и при спекании [5, 7] облегчают уплотнение. Такая местная разгрузка обеспечивает несинхронное приложение давления «в рассрочку» в разное время к разным участкам критического сечения а* Именно это обстоятельство позволяет рассчитывать эффективное критическое давление при спекании не по величине горячей твердости, а по меньшему в 3—5 раз значению предела текучести. Из табл. 39 следует, что для карбида титана достаточно было номинального давления р«3« 10-* HV для объемной усадки A?/?o=A#/0«24%. При этом в объемном течении приняла участие только доля твердой фазы cu«3-10-5 от всего числа атомов. Это количество было равно примерно только 10% от количества атомов на поверхности частиц. Доля атомного течения Дй>=3-10-5 от всей усадки Д$/#=0,24 составила
Таблица 82
Рост объема — AW прессовок из медного волокна после спекания
54,4 57,6 71,2 76,6 81,8 88,0 93,2 94,4
47,6 51,8 62,6 68,1 73,4 79,7 84,2 85,9
14,3 П,2 13,7 12,8 10,2 10,4 10,6 9,9
^ При оценке деформации послед»«™ «^JSJiAA лу что до спекания все частицы (см. рис. 50-52) вследствие о<* идеей ях получения были строго сферичны.
