Прочность конденсированных материалов на основе меди при повышенных температурах

Abstract

Определены температурные зависимости микротвердости по Виккерсу, предела прочности и условного предела текучести в диапазоне температур 290...1070 К в трансверсальном направлении композиционных материалов систем Cu–Zr–Y–Mo, Сu–Cr, Сu–C и Сu–W на основе меди. Материалы, полученные методом электронно-лучевого испарения-конденсации, используют для изготовления токосъемных устройств, которые подвергаются не только интенсивному износу и электрической эрозии, но и механическим нагрузкам при повышенных температурах. Данный метод обеспечивает особую слоистую структуру композиционных материалов с чередованием слоев меди с дисперсными частицами других слоев металлов. Описаны методики проведения испытаний на микротвердость по Виккерсу и на растяжение при высоких температурах. Выполнен общий термодинамический активационный анализ полученных зависимостей твердости и прочности композитов различных систем на основе меди в диапазоне (0,2...0,8)Tпл меди.

Визначено температурні залежності мікротвердості за Віккерсом, границі міцності й умовної границі текучості в діапазоні температур 290...1070 К в трансверсальному напрямку композиційних матеріалів систем Cu–Zr–Y–Mo, Сu–Cr, Сu–C і Сu–W на основі міді. Матеріали, які отримані методом електронно-променевого випарюванняконденсації, використовують для виготовлення струмознімальних пристроїв, що піддаються не тільки інтенсивному зносу й електричній ерозії, а й механічним навантаженням при підвищених температурах. Даний метод забезпечує особливу шарувату структуру композиційних матеріалів із чергуванням шарів міді з дисперсними частинками інших шарів металів. Описано методики проведення випробувань на мікротвердість за Віккерсом і на розтяг при високих температурах. Виконано загальний термодинамічний активаційний аналіз отриманих залежностей твердості і міцності композитів різних систем на основі міді в діапазоні (0,2...0,8)Tпл міді.

The temperature dependences of Vickers microhardness, ultimate strength, and offset yield point in the temperature range between 290 and 1070 K have been determined for the transversal direction in copper-based composites Cu–Zr–Y–Mo, Ñu–Cr, Ñu–C, and Ñu–W. The materials produced by electron-beam evaporation/condensation are used for the manufacture of current collectors which, when in operation, are subjected to intensive wear and electrical erosion as well as to mechanical loading at elevated temperatures. This production method provides composite materials with a special layered structure, where copper layers are interspersed with dispersed-particle layers of other metals. The paper describes the procedures of Vickers microhardness and tensile testing at high temperatures. A general thermodynamic activation analysis of the derived relationships of hardness and strength has been performed for various copper-based composite systems in the range of (0.2–0.8)Tmelt of copper.