Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана, Москва, Россия:

К. Г. Семенов, доцент кафедры МТ-13 «Технологии обработки материалов», канд. техн. наук, эл. почта: semenovkg@bmstu.ru
К. А. Батышев, профессор кафедры МТ-13 «Технологии обработки материалов», докт. техн. наук, эл. почта: kontbat63@mail.ru

Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых, Владимир, Россия ¹ ; Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», Москва, Россия²:
В. Б. Деев, главный научный сотрудник¹, профессор кафедры «Обработка металлов давлением»², докт. техн. наук, эл. почта: deev.vb@mail.ru

Луганский государственный университет им. В. Даля, Луганск, Луганская Народная Республика:
Ю. А. Свинороев, доцент кафедры «Промышленное и художественное литье», канд. техн. наук, эл. почта: desna.us@yandex.ru

Развитие современных машиностроительных технологий вызывает необходимость разработки низколегированных медных сплавов, обладающих высокой электропроводностью в совокупности с высокими механическими свойствами. Перспективными низколегированными сплавами вместо технически чистой меди представляются сплавы меди с железом, которые находят широкое применение при разработке деталей инновационного машиностроения, получаемых методами литейной технологии. Низколегированные сплавы системы Cu – Fe являются дисперсионно-твердеющими, которые после термической обработки существенно увеличивают свои прочностные свойства и электропроводность. Разработана первичная технология плавки и литья этих сплавов на основе технически чистых металлов и сплавов, а также технология вторичного переплава отходов сплава меди с железом. Применение литейной технологии предполагает неоднократное использование отходов собственного производства, образующихся после каждого нового переплава, которые необходимо привлекать в качестве шихтовых материалов для выплавки сплавов. Целью работы являлась разработка технологии применения вторичных материалов (отходов собственного производства) для получения низколегированного сплава Cu – 2,65 % Fe. Проведены исследования механических свойств и электропроводности такого сплава после вторичного технологического переплава. Для получения качественного расплава необходима корректировка технологии подготовки расплава путем замены диффузионного раскисления углеродом на осадочное раскисление фосфором. Получены высокие значения прочностных свойств и электропроводности, особенно после термообработки сплава. Установлены высокие показатели совокупных значений свойств сплавов меди с железом двойного переплава сплава Cu – 2,65 % Fe, в том числе на основе исследований электронного микростроения сплава в литом и термообработанном состоянии.

Работа выполнена в рамках государственного задания в сфере научной деятельности Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (тема FZUN-2020-0015, госзадание ВлГУ).

1. Берент В. Я. Материалы и свойства электрических контактов в устройствах железнодорожного транспорта. — М. : Интекст, 2005. — 408 с.
2. Осинцев О. Е., Федоров В. Н. Медь и медные сплавы. Отечественные и зарубежные марки : справочник. — М. : Машиностроение, 2004. — 336 с.
3. Чурсин В. М. Современные низколегированные сплавы на основе меди // Технология металлов. 2004. № 6. С. 17–21.
4. Abbas S. F., Seo S.-J., Kim B.-S., Kim T.-S. Effect of grain size on the electrical conductivity of copper–iron alloys // Journal of Alloys and Compounds. 2017. Vol. 720. P. 8–16.
5. Николаев А. К. Дисперсионное твердение — эффективное направление синтеза конструкционных сплавов // РИТМ. 2011. № 3. С. 31–35.
6. Батышев К. А., Семенов К. Г., Свинороев Ю. А. Современные технологии производства отливок из сплавов цветных металлов. — М. : Первый том, 2020. — 150 с.
7. Семенов К. Г., Батышев К. А., Чернов В. В. Особенности плавки низколегированных сплавов на основе меди в индукционных печах // Электрометаллургия. 2017. № 9. С. 2–6.
8. Семенов К. Г. Металлургические особенности подготовки расплава низколегированных медных сплавов // Литейщик России. 2019. № 6. С. 19–22.
9. ГОСТ 4515–93. Сплавы медно-фосфористые. Технические условия. — Введ. 01.01.1997.
10. ГОСТ Р ИСО 6507-1–2007. Металлы и сплавы. Измерение твердости по Виккерсу. Часть 1. Метод измерения. — Введ. 01.08.2008.
11. Чурсин В. М. Плавка медных сплавов. — М. : Металлургия, 1982. — 152 с.
12. Николаев А. К., Костин С. А. Медь и жаропрочные медные сплавы. Энциклопедический и терминологический словарь. Фундаментальный справочник. — М. : Издательство ДПК Пресс, 2012. — 720 с.
13. Чурсин В. М. Перспективы синтеза низколегированных сплавов на основе меди // Известия вузов. Цветная металлургия. 2004. № 5. С. 71–77.
14. Чурсин В. М. Современные низколегированные сплавы на основе меди // Технология металлов. 2004. № 5. С. 18–22.
15. Oelsen W. Die Desoxydation von kupferschmelzen mit eisen, mit phosphor und mit schwefel // Giesserei. 1982. Vol. 6/5. S. 383, 384.
16. Abbas S. F., Kim T.-S. Effect of lattice strain on the electrical conductivity of rapidly solidified copper-iron metastable alloys // Journal of Alloys and Compounds. 2018. Vol. 732. P. 129–135.
17. Kaixuan Chenab, Jiawei Zhanga, Yajun Chenc, Xiaohua Chend еt al. Slow strain rate tensile tests on notched specimens of as-cast pure Cu and Cu – Fe – Co alloys // Journal of Alloys and Compounds. 2020. Vol. 822. 153647.
18. Еланский Г. Н., Еланский Д. Г. Строение и свойства металлических расплавов. — М. : МГВМИ, 2006. — 228 с.
19. Чурсин В. М., Гофеншефер Л. И. Составы и свойства окалиностойких низколегированных медных сплавов // Известия вузов. Цветная металлургия. 2001. № 1. С. 14–17.
20. Пикунов М. В. Плавка металлов, кристаллизация сплавов, затвердевание отливок: учебн. пособие для вузов. — М. : МИСиС, 1997. — 376 с.
21. Чурсин В. М. Современные низколегированные сплавы на основе меди // Технология металлов. 2004. № 5. С. 18–22.
22. Семенов К. Г., Батышев К. А., Панкратов С. Н., Чернов В. В. Особенности технологии получения низколегированных сплавов меди с железом // Электрометаллургия. 2020. № 7. С. 3–8.
23. Семенов К. Г. Низколегированные сплавы на основе меди // Литейщик России. 2020. № 3. С. 40–44.
24. Семенов К. Г., Батышев К. А., Панкратов С. Н, Чернов В. В. Об особенностях плавки и литья низколегированных сплавов Cu – Fe // Литейное производство. 2018. № 4. С. 13–16.