Московский государственный технический университет имени 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

Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», Москва, Россия:
В. Б. Деев, профессор кафедры «Обработка металлов давлением», главный научный сотрудник лаборатории «Ультрамелкозернистые металлические материалы», докт. техн. наук, эл. почта: deev.vb@mail.ru

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

Низколегированные сплавы меди относятся к классу деформируемых. Существует большая группа низколегированных медных сплавов с высокими литейно-технологическими свойствами для получения заготовок методами литья. В эту группу входят низколегированные сплавы меди с железом. Первичная технология плавки низколегированного сплава медь – железо предполагает использование в качестве шихтовых материалов металлов промышленной чистоты. Вторичное использование литейных сплавов предусматривает вовлечение в технологический процесс возврата собственного производства. Целью исследования являлась разработка технологии использования вторичных материалов (возврата, лома, отходов собственного производства) низколегированного сплава меди с содержанием железа 2,65 %. Исследованы механические и технологические свойства низколегированного сплава системы медь – железо из вторичных шихтовых материалов. Установлено, что для получения качественного расплава необходима корректировка технологии подготовки расплава путем замены диффузионного раскисления расплава углеродом на осадочное раскисление фосфором. Проведены комплексные исследования механических и эксплуатационных свойств сплава после переплава отходов, в том числе с использованием рентгеноспектрального метода. Для определения химического состава применяли рентгенофлуоресцентный спектрометр. Микротвердость измеряли на компьютеризированном микротвердомере по шкале Виккерса. Анализ распределения железа и фосфора после термообработки выявил диспергирование включений железа с образованием дисперсных включений. Этим обусловлен рост микротвердости в местах выделения твердых включений. Получены высокие значения прочностных свойств и электропроводности сплава из вторичных шихтовых материалов, особенно после термообработки. Подтверждены повышенные характеристики совокупных значений свойств сплавов меди вторичного переплава с содержанием 2,65 % железа.

1. Семенов К. Г., Батышев К. А., Чернов В. В., Панкратов С. Н. Разработка составов низколегированных медных сплавов для машиностроительных технологий // Современные материалы, техника и технологии. 2017. № 1. С. 190–195.
2. Семенов К. Г., Батышев К. А., Панкратов С. Н. Низколегированные сплавы на основе меди для инновационных технологий машиностроения : монография. — Курск : Университетская книга, 2018. — 153 с.
3. 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.
4. Чурсин В. М. Рациональное использование отходов меди, загрязненных железом на металлургических предприятиях // Известия вузов. Цветная металлургия. 2000. № 2. С. 37–40.
5. Осинцев О. Е., Федоров В. Н. Медь и медные сплавы. Отечественные и зарубежные марки : справочник. — М. : Машиностроение, 2004. — 336 с.
6. Ватрушин Л. С., Осинцев В. Г., Козырев А. С. Бескислородная медь. — М. : Металлургия, 1982. — 192 с.
7. Николаев А. К., Костин С. А. Медь и жаропрочные медные сплавы. Энциклопедический и терминологический словарь. Фундаментальный справочник. — М. : ДПК Пресс, 2012. — 715 с.
8. Берент В. Я. Материалы и свойства электрических контактов в устройствах железнодорожного транспорта. — М. : Интекст, 2005. — 408 с.
9. Батышев К. А., Семенов К. Г., Свинороев Ю. А. Современные технологии производства отливок из сплавов цветных металлов. — М. : Первый том, 2020. — 150 с.
10. ASTM B465-20. Standart of specification for copper – iron alloy plate, sheet, stip, and roller bar. — Introduced: 01.10.2020.
11. DIN 17666–1983. Сплавы медные деформируемые низколегированные. — Опубл. 01.12.1983.
12. Пикунов М. В. Плавка металлов. Кристаллизация сплавов. Затвердевание отливок : учеб. пособие для вузов. — М. : МИСиС, 1997. — 376 с.
13. Chenab K., Zhanga J., Chenc Y., Chend X., Wanga Z., Sandström R. 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.
14. Oelsen W. Die desoxydation von kupferschmelzen mit eisen, mit phosphor und mit schwefel // Giesserei. 1982. H. 6/5. S. 383, 384.
15. Еланский Г. Н., Еланский Д. Г. Строение и свойства металлических расплавов. — М. : МГВМИ, 2006. — 228 с.
16. Еланский Г. Н., Кудрин В. А. Строение и свойства жидкого металла. Технология плавки — качество стали. — М. : Металлургия, 1984. — 238 с.
17. Никитин В. И., Попель П. С. и др. Строение и свойства лигатуры в твердом и жидком состояниях // Физические свойства металлов и сплавов : межвуз. сб. науч. тр. — Свердловск : УПИ, 1983. С. 96–102.
18. Никитин В. И. Наследственность в литых сплавах : учебное пособие по курсу лекций. — Самара : Самарский гос. техн. университет, 2015. — 170 с.
19. Чурсин В. М. Перспективы синтеза низколегированных сплавов на основе меди // Цветные металлы. 2004. № 5.
С. 71–77.
20. Чурсин В. М. Современные низколегированные сплавы на основе меди // Технология металлов. 2004. № 5. С. 18–22.
21. Чурсин В. М. Современные низколегированные сплавы на основе меди // Технология металлов. 2004. № 6. С. 17–21.

22. Чурсин В. М., Гофеншефер Л. И. Составы и свойства окалиностойких низколегированных медных сплавов // Известия вузов. Цветная металлургия. 2001. № 1. С. 14–17.
23. ГОСТ 4515–93. Сплавы медно-фосфористые. Технические условия. — Введ. 01.01.1997.
24. ГОСТ Р ИСО 6507-1–2007. Металлы и сплавы. Измерение твердости по Виккерсу. Часть 1. Метод измерения. — Введ. 01.08.2008.
25. Ягодкин Ю. Д., Добаткин С. В. Применение электронной микроскопии и рентгеноструктурного анализа для определения размеров структурных элементов в нанокристаллических материалах // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2007. Т. 73, № 1. С. 38–49.
26. 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.
27. Николаев А. К. Дисперсионное твердение — эффективное направление синтеза конструкционных сплавов // РИТМ. 2011. № 3. С. 31–35.
28. 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.
29. Семенов К. Г. Металлургические особенности подготовки расплава низколегированных медных сплавов // Литейщик России. 2019. № 6. С. 19–22.