Металлопрокат
Металлоконструкции
Обработка металла
Совсем недавно угол этой системы, богатый алюминием, изучали Дей и Филлипс; сплавы содержали 0—8% Mn и 0—18% Cu.
Было обнаружено пять фаз: твердый раствор на базе алюминия, фазы MnAl6 и MnAl4 бинарной системы марганец — алюминий, фазы CuAl2 бинарной системы медь — алюминий и тройная фаза, обозначенная α(Cu-Mn). Эта фаза содержит 19% Cu и 24% Mn. При определенных концентрациях α(Cu-Mn) выделяется непосредственно из расплава; при других концентрациях она встречается в качестве продукта перитектической реакции между MnAl4 или MnAl6 и расплавом.
Инвариантная точка, при которой MnAl4, MnAl6 и α(Cu-Mn) находятся в равновесии с расплавом, лежит при 15,75% Cu и 2,2% Mn и температуре 625°; точка, при которой алюминий. MnAl6, α(Cu-Mn) и расплав находятся в равновесии, отвечает 14,85% Cu и 0,90% Mn при температуре 616°.
Дей и Филлипс не установили равновесного состояния в затвердевших сплавах в связи с вялостью превращений. В некоторых сплавах была обнаружена метастабильная фаза, богатая алюминием, обозначенная С.
Угол системы, богатый медью, изучали Дин, Лонг, Грехем, Роберсон и Армантру; свойства кованых сплавов исследовали Дин, Лонг и Грехем. Были нанесены фазовые границы в районе 400—850° через каждые 50°. На рис. 108 приведено изотермическое сечение при 500°. Помимо α-твердого раствора, присутствовали α- и β-марганец, δ-фаза системы медь — алюминий и β- и β'-фазы системы медь—алюминий. Область α-фазы сужается по мере снижения температуры.
Было обнаружено, что прочность a-фазы определяется в основном содержанием алюминия, который действовал в 4—5 раз эффективнее марганца в этом отношении. Однако при 25—30% Mn сплавы оказались более прочными и твердыми, чем любые сплавы бинарной системы медь—алюминий. В некоторых сплавах достигнута прочность 48—52,8 кг/мм2 при удлинении 40—45%.
Дин обнаружил, что некоторые из сплавов обладают замечательными электрическими свойствами, в частности, сплав, содержащий 65% Cu, 30% Mn и 5% Al. Этот сплав не покрывается окалиной до 750° и имеет сопротивление порядка 100*10в-6 ом*см. Соответствующей термической обработкой может быть получен нулевой температурный коэффициент электросопротивления.
В рассматриваемой системе имеются некоторые из хорошо известных сплавов Гейслера, которые представляют значительный интерес, поскольку они были первыми ферромагнитными сплавами, составленными из немагнитных металлов. Сплавы Гейслера лежат в интервале состава 10—30% Mn, 9—15% Al, остальное — медь. Ферромагнетизм сплавов определяется β-фазой, что экспериментально доказали Гейслер, Поттер, Брэдли и Роджерс. Фаза имеет упорядоченную объемноцентрированную кубическую структуру; ее строение иллюстрируется рис. 109. Атомы меди занимают центры куба, в то время как атомы марганца и алюминия чередуются по углам куба. Полностью упорядоченное построение соответствует составу Cu2MnAl. Этот же тип структуры и связанный с ней ферромагнетизм встречаются в некоторых легированных сплавах, где справедлива формула Cu2MnX (X может быть олово, мышьяк, сурьма, висмут, бор или индий). Ашворт изучал некоторые физические свойства гейслеровского сплава Cu2MnAl: плотность, интенсивность магнитного насыщения, т. э.д.с., удельную теплоемкость. Электросопротивление, т. з. д. с. и теплоемкость обнаруживают аномальные изменения при 360° — точке Кюри для этого сплава. Истинная удельная теплоемкость изменяется от 0,1786 при температуре чуть ниже критической до 0,1426 при температуре чуть выше критической. Разница между этими значениями (0,036) имеет тот же порядок, что и для никеля (0,032), но не совсем соответствует разнице для железа (0,120) и кобальта (0,118).
