бационный период более короткий, а скорость смачивания возрастает. Однако ванадий и тантал образуют кагбиды на поверхности раздела. Результаты микрорентгеноспектрального анализа поверхностных слоев при наличии расплава алюминия с 4,8 % Та показали, что этот слой обогащен танталом и углеродом, а слои алюминия и кремния обогащены слабо. Таким образом, в системах сплавов, содержащих элементы, легко образующие карбиды на поверхности бЮ, инкубационный период смачивания короткий, а скорость смачивания высокая.

Рассчитанная энергия активации для системы А1—V составила 327 кДж/моль (для чистого алюминия 330 кДж/моль).

При изучении влияния элементов подгруппы 1Уа (П, 2т, Ш) с устойчивой тенденцией к образованию карбидов, как и элементы подгруппы Уа, установлено, что все элементы подгруппы 1Уа повышают смачиваемость между Б1С и алюминием. Массовое содержание легирующих элементов в расплаве алюминия не превышало 5 %. По мере подъема температуры инкубационный период сокращается, а скорость смачивания возрастает. Влияние температуры на смачиваемость сплавами А1—Т1 и А1—Тл оценивалось в диапазоне 1273—1373 К-Подсчитанная на основании эксперимента энергия активации для системы А1—Т1 составила 335 кДж/моль, а для системы А1—Ъг — 327 кДж/моль. Сравнение с теми же параметрами для чистого алюминия и системы А1—V показывает, что для всех легирующих элементов значения почти одинаковые. Кроме того, это соответствует энергии одинарной связи 51—С. Поэтому, если по этим величинам определять этапы смачивания, можно утверждать, что реакция смачивания легированными расплавами А1 на поверхности Б1С представляет собой химическую реакцию на поверхности раздела, сопровождающуюся физическими превращениями. В результате реакции между жидким металлом и Б1С происходит образование диссоциированного кремния вследствие разложения

В результате реакции графита с алюминием образуется хрупкое соединение А1„С3 и наблюдается явление гидролиза. Чтобы предотвратить образование этого соединения, на графитовые волокна наносят никель. В результате прочность соединения повышается. Сообщается о получении достаточно высокой прочности сцепления матрицы с волокном при покрытии графитовых волокон медью. Авторы работы [363] указывают на повышение прочности сцепления (адгезии) между графитом и алюминием благодаря напылению N1, Ре, Сг, сплавов алюминия -+- 5 % Б1 и А1 + 5 % Mg (по массе) на графитовые волокна. Отмечена хорошая смачиваемость графита, если он предварительно покрывался ТЮ

Смачивание стали ВНС-9 расплавами алюминия в условиях дуговой сварки. Стальная или любая металлическая проволока, используемая в качестве упрочнителя, существенно отличается от хрупких борных, углеродных и других волокон пластичностью. Это позволяет использовать для изготовления КМ со стальной проволокой прокатку, динамическое прессование и другие процессы. Кроме того, стальная проволока —• самый дешевый и технологичный упрочнитель,

не содержащий дефицитных компонентов и хорошо освоенный промышленностью [240].

Для армирования используется, как правило, проволока диаметром около 0,15 мм, хотя в ряде случаев целесообразно применять проволоку других диаметров. В нашей стране специально для этих целей разработана высокопрочная проволока из нержавеющей стали 18Х15Н5АМЗ (ВНС-9) прочностью 3200—5000 МПа в зависимости от диаметра. Прочность проволоки сохраняется и после длительного (более 100 ч) нагрева при 673—773 К 156]. Смачиваемость стали ВНС-9 расплавами чистого алюминия и сплава АК5 исследовалась в аргоне в зависимости от величины сварочного тока, массы капли расплава, флюса, температуры подложки, полярности и других факторов. В качестве подложки использовались отшлифованные пластинки размерами 30 X 30 X 3 мм. Непосредственно перед опытом пластинки протирали спиртом для обезжиривания поверхности. В качестве защитного газа использовали аргон, прошедший очистку от кислорода и влаги. Расход газа составлял 1 л/мин, вакуум — Ю-2 мм рт. ст.

В опытах навески А1 или его сплава помещали на стальную подложку, нагретую до 923—943 К проходящим током, который отк качался в момент зажигания дуги. Непосредственно в навеску металла снизу через отверстие в подложке вводился горячий спай термопары.

При изучении влияния величины переменного сварочного тока на смачиваемость стали ток изменялся от 10 до 75 А, при этом масса навески для чистого алюминия составляла 118 мг, а для сплава АК5 — НО мг.

С увеличением тока интенсифицируется действие дуги на каплю расплавленного алюминия (рис. 68, а), причем введение Б! в расплав способствует лучшей смачиваемости [257]. Этот эффект особенно ощутим при малых значениях тока (10—30 А). В обоих случаях капля растекается (в 50°) практически в первые секунды сварки.

Уменьшение краевого угла смачивания в зависимости от массы навески (при неизменном сварочном токе /св = 30 А) носит нз столь резкий характер, как в первом случае (рис. 68, б). Капля растекается более длительное время, хотя введение 51 р расплав и в этом случае оказывает благоприятное действие на смачиваемость стали.

Влияние времени воздействия дуги на расплавленный металл, сварочного тока и массы капли на краевой угол смачивания довольно хорошо описывается формулой

6 = 2,8тк (0,9 - 0,1р(-^)~Т + Зт,(4.14)

которая справедлива для 0 т ^ 4 с, 40 мг Г шк 60 мг, 30 А ^ ^ ^св ^ 50 А. Аналогичная зависимость во всем диапазоне изменения всех параметров режима может быть аппроксимирована лишь весьма сложными уравнениями, содержащими ряд констант, нахождение которых, как и подбор самих уравнений, требует весьма громоздких операций. Приведенная формула достаточно технологична и может быть использована при выборе режимов сварки.