Влияние термодеформационной обработки на механические свойства литой дисперсно-упрочняемой меди.

Актуальность работы. Одной из актуальных задач металлургии и машиностроения является повышение физико-механических свойств изделий и полуфабрикатов. Решение таких задач лежит в области создания высокоэффективных технологий с применением современных и передовых методов обработки. В последние годы были проведены многочисленные исследования, направленные на увеличение прочностных характеристик металлов и сплавов путем получения наноразмер-ных кристаллитов с помощью интенсивной пластической деформации (ИПД). Как известно, сочетание прочности и пластичности является необходимым условием для разработки качественной перспективной металлопродукции. В этой связи достижение очень высокой прочности и пластичности в металлах и сплавах, подвергнутых ИПД, открывает пути создания принципиально новых материалов. Большинство работ по получению таких материалов проведено с использованием метода равноканального углового прессования (РКУП). Метод РКУП не позволяет достичь экстремальных степеней деформации, как, например, при кручении под квазигидростатическим давлением, но его несомненным преимуществом является возможность получения объемных заготовок. Это преимущество позволяет изучать не только структуру, сформированную при ИПД, но и механические свойства материалов при растяжении и сжатии.

---

Никто не хочет тратить время на написание реферата. Гораздо проще купить реферат по управлению качеством. Переходите по ссылке, заказывайте реферат и не тратьте свое время.

---

. Несмотря на все свои преимущества, процесс РКУП до сих пор не реализован в промышленных масштабах и его исследование носит сугубо лабораторный характер. Также данный метод достаточно сложен технологически и до настоящего времени имеет очень ограниченное применение в прикладных технологических задачах. Поэтому поиски путей получения высокопрочных металлических материалов с применением относительно простых технологий является актуальной задачей данной работы. Использование новых способов физико-механического упрочнения и пластической деформации позволит в промышленности экономить дорогостоящие материалы за счет замены их менее дорогими, но имеющими субультрамелкозернистую структуру и повышенный уровень механических и эксплутационных свойств и уменьшить энерго- и трудозатраты. Таким образом, актуальность темы работы связана с более глубоким пониманием теоретических представлений и практических аспектов методов ИПД со структурообразованием и с возможностью значительного расширения области применения промышленных технически чистых металлов и сплавов за счет создания передовых технологических процессов получения субультрамелкозернистых полуфабрикатов и изделий с качественно новым уровнем физико-механических свойств. Степень разработанности темы представлена трудами таких авторов, как С.И. Бермана, В.К. Вороцова, А.М. Галкина, С.С. Горелика, С.И. Губкина и др. Цель работы – исследовать влияние термодеформационной обработки на механические свойства литой дисперсно-упрочняемой меди. Задачи: - рассмотреть физико-механические свойства деформированной меди; - описать повышение прочности дисперсно-упрочненной меди за счет деформирования; - представить исходные материалы, оборудование, оснастку, технологию приготовления расплава и изготовление образцов; - описать методику получения литого дисперсно-упрочненного сплава на основе меди с мелкозернистой равноосной структурой; - показать возможность синтеза упрочняющих фаз при общепринятых температурах плавки и литья хромовых бронз ; - описать влияние перегрева, скорости охлаждения и модифицирования расплава на формирование структуры литого образца электротехнической меди марки М1. Объект исследования – литая дисперсно-упрочняемая медь. Предмет исследования – термодеформационная обработка. Методы исследования – анализ, обобщение полученной информации. Теоретическая значимость работы заключается в исследовании физико-механических свойств деформированной меди. Практическая значимость работы заключается в выявлении возможности синтеза упрочняющих фаз при общепринятых температурах плавки и литья хромовых бронз. Научная новизна исследования заключается в выявлении влияния перегрева, скорости охлаждения и модифицирования расплава на формирование структуры литого образца электротехнической меди марки М1. Структура работы состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы.

В результате проделанной работы решены следующие задачи: рассмотрены физико-механические свойства деформированной меди; описано повышение прочности дисперсно-упрочненной меди за счет деформирования; представлены исходные материалы, оборудование, оснастка, технология приготовления расплава и изготовление образцов; описана методика получения литого дисперсно-упрочненного сплава на основе меди с мелкозернистой равноосной структурой; показана возможность синтеза упрочняющих фаз при общепринятых температурах плавки и литья хромовых бронз; описано влияние перегрева, скорости охлаждения и модифицирования расплава на формирование структуры литого образца электротехнической меди марки М1. В работе изучена твердость литой заготовки, полученной при различных технологических режимах литья. Установлено, что твердость литой заготовки в поперечном сечении возрастает при уменьшении скорости литья. Следует отметить, что процесс плавки и литья происходит в непрерывном режиме и количество водорода определяется в основном содержанием его в жидкой меди на выходе из плавильного агрегата. Реакционное механическое легирование, осуществляемое в атмосфере оксида азота N2O, активирует окислительно-восстановительные превращения, имеющие место в композициях на основе системы Cu–А1–MoO3, что приводит к снижению концентрации алюминия в твердом растворе на основе меди и, как следствие, увеличивает электропроводность материала. Однако после завершения механического легирования термодинамическое равновесие системы не достигается и фазовый состав гранулированных композиций существенно отличается от равновесного. Было установлено, что дополнительная термическая обработка брикетированных гранулированных материалов, применяемая перед экструзией полуфабрикатов, повышает электропроводность композиционного материала, что свидетельствует об активизации фазовых превращений, приближающих систему к термодинамическому равновесию. Таким образом, для стабилизации фазового состава, структуры и свойств механически легированных композиций обязательной операцией является отжиг, который может сочетаться с термомеханической обработкой. При этом имеют место развитие такие физико-химические процессы, как диффузия, рекристаллизация, растворение включений, выделение и рост новых фаз и др., способствующие переходу системы к равновесному или близкому к нему состоянию. Это обеспечивает стабильность структуры и свойств, которая является необходимым условием надежности и долговечности изделий, работающих в жестких температурно-силовых условиях. Установлено, что к материалам, используемым для изготовления жаропрочных изделий электротехнического назначения, предъявляется сложный комплекс требований, который не может быть реализован в материалах, получаемых традиционными металлургическими способами. Проблема решается методами порошковой металлургии, открывающими перспективы создания дисперсно-упрочненного композиционного медного сплава электротехнического назначения с более высокими физико-механическими свойствами и эксплуатационными характеристиками. Одним из наиболее перспективных способов получения медных материалов является метод реакционного механического легирования, позволяющий получать композиции со структурой микрокристаллического типа.

1. Берман С.И. Прокатка листов и лент из тяжелых цветных металлов. - М.: Металлургия, 2017. - 264c. 2. Вороцов В.К. Физические основы пластической деформации. - М.: Металлургия, 2017. - 584с. 3. Галкин А.М. Теория и технология деформации металлов. - М.: Металлургия, 2016. №9. – С. 13-107. 4. Горелик С.С. Рекристаллизация металлов и сплавов. - М.: Металлургия, 2018. - 568с. 5. Губкин С.И. Пластическая деформация металлов. - М.: Металлургиздат, 2014. – 376 с. 6. Головин В.А. Листы и ленты из тяжелых цветных металлов (производство, свойства, применение) // Справочник. - М.: Металлургия,2015. - 384 с. 7. Ефремов Б.Н. Оценка влияния легирующих элементов на фазовый состав двухфазных латуней. - Изв. АН СССР Металлы, 2017. № 2. С. 22-99 8. Ефремов Б.Н. Роль фазового строения в формировании структуры и свойств (α+β)-латуней. Оптимизация свойств и рациональное применение латуней и алюминиевых бронз. Тематический сборник научных трудов. - М.: Металлургия, 2018. - c 19-26. 9. Зиновьев А.В. Технология обработки давлением цветных металлов и сплавов. - М.: Металлургия, 2016. - 510c. 10. Капуткина А.М. Рекристаллизация металлов и сплавов. - М.: Мисис, 2015. - 432с. 11. Косырев В.К. Пластическая деформация сталей и сплавов. - М.: Мисис, 2016. – 412 с. 12. Меркулова Г.А. Металловедение и термическая обработка цветных сплавов. - Красноярск.: Сибирский федеральный университет, 2017. - 262 с. 13. Мочалов Н.А. Пластометрические исследования металлов. - М.: Интермет инжиниринг, 2016. - 317с. 14. Новиков И.И. Металловедение. - М.: МИСиС, 2019. - 524 с. 15. Парфенов Д.Ю. Исследование реологических свойств и определение режимов обработки сложнолегированных сплавов на основе меди в условиях горячей деформации. - М.: Дис. на соискание ст. к.т.н. 2016. – 125 с. 16. Прокошкин С.Д. Диаграммы горячей деформации, структура и свойства сталей. - М.: Металлургия. 2017. - 544с. 17. Полухин П.И. Сопротивление пластической деформации металлов и сплавов. - М.: Металлургия, 2017. - 352с. 18. Райков Ю.Н. Тенденции развития российского рынка проката из меди и ее сплавов // Медь, Латунь, Бронза. Учебное пособие для вузов. - М:. ОАО «Институт Цветметобработка», 2016. 147 с. 19. Солнцева Ю.П. Металловедение и технология металлов. Учеб. для вузов. - М.: Металлургия, 2018. - 512 с. 20. Часников А.Я. Разработка и внедрение эффективных технологий производства плоского проката высокой точности из меди и ее сплавов на основе изучения их физико-механических свойств и структуры. - М.: Дис. на соискание ст. д.т.н, 2006. – 128 с. 21. Шаталов Р.Л. Новые технологии обработки давлением медных и цинковых сплавов. - М.: Теплотехник, 2016. – 220 с.