Небольшие добавки УДП никеля в УДП меди с образованием их механической смеси способствуют уменьшению объемной усадки (рис. 3.20, а). В выбранном диапазоне температур у всех кривых имеется явно выраженная область концентраций, в которой усадка не зависит от состава смеси порошков, причем чем ниже температура, тем шире эта область. Усадка смеси, содержащей 75. 90 % меди, выше, чем усадка с 75. 90 % никеля, что связано с более высокой деформационной способностью меди по сравнению с никелем.

В отличие от спекания смесей крупнодисперсных порошков спекание под давлением смесей УДП системы №—Си характеризуется отсутствием области с отрицательной усадкой.

Явление снижения объемной усадки в данном случае обусловлено эффектом Френкеля. Поскольку коэффициенты диффузии Си и N1 отличаются друг от друга, из-за преобладания притока атомов меди над оттоком атомов никеля образуется диффузионная пористость в частицах меди и увеличиваются размеры частиц никеля.

Зависимости объемной усадки смесей УДП системы N1—Си, полученных из формиатов смесей (рис. 3.20, б), от состава носят тот же характер, что и в предыдущем случае. Однако величина усадки этих образцов в два раза ниже, что можно объяснить следующим образом.

При спекании механических смесей УДП разной концентрации из двух фаз исходных чистых металлов образуется новая фаза — твердый раствор. При спекании же смесей УДП, полученных из формиатов смесей, мы уже имеем исходную фазу твердого раствора компонентов, образовавшегося при термическом разложении формиата смесей. Таким образом, в процессе спекания данной смеси происходит взаимодействие частиц твердого раствора и реализуется другой механизм протекания этого процесса.

Си, %

80 WO

Рис. 3.20. Зависимости объемной усадки системы Ni—-Си от содержания Си в механической смеси формиатов (о) и формиатах смесей (б) при Р= = 20 МПа, »=30 мин и Т= 400 (7), 500 (2), 600 (3), 700 (4) и 800 °С (5)

Рис. 3.21. Зависимости объемной усадки системы Ni—Со от содержания Со в механической смеси формиатов (с) и формиатах смесей (б) при Р = = 20 МПа, I = 30 мин и Т= 400 (7), 500 (2), 600 (3), 700 (4) и 800 °С (5)

Зависимости объемной усадки механических смесей формиатов и формиатов смесей системы N1—Со от состава представлены на рис. 3.21, а и б соответственно. Видно, что с увеличением содержания кобальта в смеси усадка уменьшается и достигает минимального значения приблизительно при 25 % №. Эту особенность полученных зависимостей можно связать с тем, что коэффициенты диффузии Со и N1 в сплавах уменьшаются с увеличением доли N1 и становятся минимальными при его содержании 20. 25 %. Дальнейшее повышение его доли в твердом растворе приводит к возрастанию коэффициентов диффузии как Со, так и N1.

Для смесей системы N1—Со очевидным является то, что усадка УДП из формиатов смесей меньше, чем у УДП, представляющих собой механические смеси.

Объемная усадка спекаемых образцов УДП системы Си—Со (рис. 3.22), составы которых соответствуют области возможного существования гомогенного твердого раствора, зависит от содержания компонентов: по мере увеличения доли Со и степени насыщения твердого раствора усадка уменьшается, что можно объяс-

0 20 40 60 80 100 0 20 40 60 80 100 Со, %

Рис. 3.22. Зависимости объемной усадки системы Си—Со от содержания 0 в механической смеси формиатов (о) и формиатах смесей (6) при Р = = 20 МПа, f = 30 мин и Т= 400 (7), 500 (2), 600 (3), 700 (4) и 800 "С (5)