Паренюк О. А. Одержання спеціальних мідних сплавів, зміцнених ультрадисперсними вкрапленнями на основі FeCrC, сформованими в розплаві під дією змінного електромагнітного поля

Дисертаційна робота присвячена вирішенню актуального науково-технічного завдання з розробки технології виплавки спеціального мідного сплаву з добавкою FeCrC у мікроемульсованому стані на базі розвитку теорії, зокрема, встановлення особливостей дії змінного електромагнітного поля на розплав із врахуванням уявлень про виникнення МГД-течій навколо добавки, внаслідок відмінностей електромагнітних властивостей лігатури та основи сплаву в індукційній тигельній печі. Експериментально підтверджено, що за рахунок структурної неоднорідності добавки відбувається перерозподіл електричного струму, який генерується в розплаві змінним електромагнітним полем, що викликає локальну концентрацію щільності електроструму у більш електропровідній фазі лігатури, підвищення тепловиділення у ній, та сприяє виникненню каналів по яким проникає матричний розплав та розклинює добавку, внаслідок чого прискорюється її диспергування. Встановлено, умови диспергування добавки до мікронних розмірів, на початковому етапі її сплавлення з мідною основою, що включають формування в тиглі індукційної печі локальної зони високої щільності електроструму і утримання легуючої добавки в цій зоні, що суттєво інтенсифікує процес її розчинення. Визначено вплив концентрації добавки на розмір включень та встановлені раціональні режими формування в литій структурі замороженої мікроемульсії при охолодженні і твердненні сплаву. На основі встановлених залежностей створено нову МГД технологію, що дозволяє зафіксувати у твердому стані включення ультрадисперсних розмірів (≤1 мкм) при високій щільності їх однорідного розподілу та знизити витрати електроенергії на 3 кВт∙год/кг при виплавці дисперснозміцненого мідного сплаву. Виготовлені, з такого матеріалу, струмоз’ємні контактні вставки пантографів електровозів постійного струму мають ефективно збалансовані показники властивостей (відносна питома електропровідність вставки і контактного дроту 0,9 та співвідношення твердості робочого шару вставки і контактного дроту 0,8), що забезпечує збільшення ресурсу пробігу дослідних вставок пантографів у вантажному та пасажирському русі порівняно з серійними вставками типу ПКД на 25%.