Возможности легирования матричного сплава свинца при безгазостатной пропитке углеграфита

Аннотация

Исследован процесс формирования композиционного материала углеграфит–свинец методом пропитки пористого каркаса АГ-1500 расплавом свинца, содержащего 2 ат.% Cu. Описана кинетика заполнения открытой пористости углеграфита (УГ) металлическим расплавом в режиме постоянного нагрева печи и устройства для пропитки. Особенностью данного способа является объемное расширение сплава свинца, пропитывающего пористый углеграфит. Его помещают в герметичную стальную емкость, заполненную свинцом на 2/3 объема, вакуумируют, доливают расплав и герметизируют. Далее устройство размещают в печи таким образом, чтобы сплав свинца с медью, уже имеющий температуру ниже температуры ликвидуса на 20–30 °С при нагреве в печи до 900 °С, пропитывал УГ-каркас с дальнейшим расширением при постоянном нагреве. Капилляры пористого каркаса заполняются в ходе непрерывного роста температуры расплава. После извлечения УГ, пропитанного сплавом свинца, его исследовали с помощью рентгеноспектрального и энергодисперсионного методов анализа. Выявлено перераспределение элементов пропитывающего сплава на границе УГ-каркас– Pb-сплав в зависимости от его исходного состава. Так, за время пропитки сплавом Pb–2%Сu углеграфитового каркаса под давлением до 5 МПа на внутренней поверхности пор и на границе со сплавом происходит перераспределение меди, которое приводит к образованию межфазного слоя, содержащего 70 % Cu. В ходе проведенных исследований удалось получить композит с содержанием меди 1,85 ат.% в пропитывающем Pb-сплаве на поверхности раздела с углеграфитом.