Металлические композиционные материалы относятся к композиционным материалам, полученным путем металлургического соединения двух или более различных металлов. Типичные примеры включают композиты из титана-стали, композиты из меди-стали, композиты из титана-цинка, композиты из титана-никеля, композиты из никеля-стали, композиты из меди-алюминия и композиты из никеля-меди.
Поскольку они могут использовать преимущества каждого компонента материала, достигать оптимального распределения ресурсов, экономить материалы из драгоценных металлов и соответствовать требованиям к производительности, которым не может удовлетворить один металл, металлические композиционные материалы находят широкое применение во все большем числе областей.
Впервые столкнувшись с металлокомпозитными материалами, можно задаться вопросом: как «связываются» между собой разные металлы? Вот некоторые распространенные методы склеивания металлов:
**Метод взрывного соединения**
Используя взрывчатку в качестве источника энергии, различные металлы свариваются на большой площади под воздействием высокоскоростной-детонации и удара взрывчатки.
**Метод склеивания валиком**
Под действием прокатного усилия прокатного стана поверхности двух склеиваемых металлов подвергаются пластической деформации, в результате чего поверхность металла трескается. Свежий металл, обнаженный в трещинах, соприкасается друг с другом, и под давлением между металлами образуется металлургическая связь. По температуре прокатки композиционные методы прокатки можно разделить на горячую и холодную прокатку.
Горячая прокатка композита: при определенной температуре соединяемые металлы прокатываются с использованием силы прокатки прокатного стана для образования металлургической связи. Горячая прокатка композита является основным методом производства композитных пластин, имеющим такие преимущества, как простота процесса, высокая эффективность производства и полное использование возможностей прокатки прокатного стана и способности пластической деформации материала при высоких температурах, что приводит к высокой прочности соединения на границе раздела металлокомпозита.
Композит для холодной прокатки: Композит для холодной прокатки разработан на основе композита для горячей прокатки. Благодаря низкой температуре прокатки он позволяет избежать фазовых превращений и изменений микроструктуры, губительных для склеивания, а также образования хрупких интерметаллических соединений. Композиционные материалы, полученные методом холодной прокатки, имеют стабильные свойства и позволяют добиться прокатки композита из нескольких материалов; однако скорость деформации основного металла при прокатке достигает 60–70%.
**Взрывной-метод составного валика**
Метод взрывного-прокатного композитного материала предполагает использование технологии взрывного соединения для сварки двух или более металлических пластин разной толщины с образованием композитной плиты. Затем этот сляб подвергается горячей-или холодной-прокатке до желаемой толщины и технических характеристик, в зависимости от условий и требований.
**Метод порошковой металлургии**
Порошковая металлургия предполагает нанесение равномерно смешанных металлических порошков на поверхность основного металла и их прессование. Затем порошок спекается при высокой температуре в защитной атмосфере и, наконец, подвергается механической обработке для получения конечного композитного материала.
**Диффузионный композитный метод**
Диффузионный композит предполагает плотное соединение двух металлов и выдерживание их при определенной температуре и давлении в течение определенного периода времени, позволяя атомам на контактных поверхностях диффундировать и образовывать металлургическую связь.
**Метод центробежного литья**
Центробежное литье предполагает заливку расплавленного сплава во вращающуюся форму из основного металла. Под действием центробежной силы расплавленный сплав прилипает к внутренней стенке формы, быстро охлаждается и затвердевает, а также прочно связывается с основным металлом.
Метод литья композита
Метод литья композита предполагает предварительную-обработку поверхности основного металла и предварительный нагрев его до определенной температуры. Затем его погружают в полость формы, заполненную расплавленным плакирующим металлом, или в полость формы помещают основной металл, а затем в полость формы заливают расплавленный плакирующий металл. После затвердевания и охлаждения расплавленного металла образуется композиционный материал.
Композитный метод непрерывного литья и прокатки
Композитный метод непрерывного литья и прокатки сочетает в себе традиционные методы литья и прокатки. Высокотемпературный расплавленный металл непрерывно разливается на поверхность базовой стальной пластины, что позволяет одновременно непрерывно прокатывать расплавленный металл в полу-твердом состоянии и твердый основной металл на прокатном стане. Усилие прокатки стана и высокотемпературная диффузия расплавленного металла обеспечивают металлургическую связь между двумя металлами.
