Preparation of CuCr pseudo-alloys by deposition of copper from a solution onto chromium powders with simultaneous mechanical activation of the mixture

Abstract

Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А.Г. Мержанова РАН (ИСМАН), г. Черноголовка, Россия Статья поступила в редакцию 16.01.20 г., доработана 10.03.20 г., подписана в печать 13.03.20 г.Аннотация: Для получения композитных частиц СuCr использован метод осаждения меди из раствора ее сульфата на частицы порошка хрома при одновременной механической активации (МА) смеси в планетарной шаровой мельнице АГО-2 в течение 5 мин. Концентрация CuSO 4 •5H 2 O в растворе при полном восстановлении меди обеспечивала молярное соотношение Cu/Cr = 1. Осажденная мелкокристаллическая медь обладает высокой активностью и на воздухе быстро окисляется до оксида Cu 2 O, поэтому отмывку, сушку и хранение полученных композитных порошков проводили в атмосфере аргона. После сушки дополнительно выполняли МА смеси в течение 5 мин. При МА в растворе начинают формироваться композитные частицы с ламинатной структурой. Из полученных порошков прессовали таблетки диаметром 3 мм, высотой до 1,5 мм и плотностью 4,2-4,5 г/см 3 . Образцы спекали в атмосфере аргона при температуре 700-1400 °С. Для сравнения микроструктур также спекали образцы из смесей порошков металлов Cr и Cu с объемным соотношением хрома и меди 50 : 50, полученных простым смешением в фарфоровой ступке в течение 20 мин и МА длительностью 10 мин. В зависимости от температуры нагрева можно выделить три области формирования структуры сплава. При температурах нагрева ниже температуры плавления эвтектики композитные частицы спекаются в отдельных точках. При температурах нагрева выше температуры ликвидуса осуществляются плавление и фазоразделение сплава; одна часть образца состоит из меди, обогащенной хромом, другая -из хрома, обогащенного медью. При промежуточных температурах нагрева происходит жидкофазное спекание, сопровождающееся фазоразделением. Частицы хрома, обогащенные медью, приобретают сферическую форму и находятся в медной матрице, обогащенной хромом. Сравнение спеченных в одинаковых условиях образцов из смесей порошков, полученных разными способами, показало, что более равномерную и мелкозернистую структуру имеют образцы с осажденной медью.