zinet home
home home
home ИНТЕЛЛЕКТ-ПОРТАЛ
home Стартовал прием материалов в сборник XХХIX-й научной конференции. Требования к публикациям - в разделе "Объявления".

На главную | Объявления | Отчеты предыдущих конференций | История Украины | Контакты

РЕСУРСЫ ПОРТАЛА:

Тридцать восьмая научно-практическая конференция
(23 - 28 мая 2016 г.)


Тридцать седьмая научно-практическая конференция
(19 - 22 апреля 2016 г.)


Тридцать шестая научно-практическая конференция
(29 декабря 2015 - 5 января 2016 г.)


Тридцать пятая научно-практическая конференция
(24-27 ноября 2015 г.)


Тридцать четвертая научно-практическая конференция
(13-17 октября 2015 г.)


Тридцать третья научно-практическая конференция
(20-27 мая 2015 г.)


Тридцать вторая научно-практическая конференция
(2-7 апреля 2015 г.)


Тридцать первая научно-практическая конференция
(25 февраля - 1 марта 2015 г.)


Тридцатая научно-практическая конференция
(19-25 января 2015 г.)


Двадцать девятая международная научно-практическая конференция
(19-25 ноября 2014 г.)


Двадцать восьмая международная научно-практическая конференция
(08-13 октября 2014 г.)


Двадцать седьмая научно-практическая конференция
(20-25 мая 2014 г.)


Двадцать шестая научно-практическая конференция
(7-11 апреля 2014 г.)


Двадцать пятая юбилейная научно-практическая конференция
(3-7 марта 2014 г.)


Двадцать четвертая научно-практическая конференция
(20-25 января 2014 г.)


Двадцать третья научно-практическая конференция
(10-15 декабя 2013 г.)


Двадцать вторая научно-практическая конференция
(4-9 ноябя 2013 г.)


Первая международная научно-практическая конференция
(14-18 мая 2013 г.)


Двадцать первая научно-практическая конференция
(14-18 мая 2013 г.)


Двадцатая научно-практическая конференция
(20-28 апреля 2013 г.)


Девятнадцатая научно-практическая конференция
(26 февряля - 3 марта 2013 г.)


Восемнадцатая научно-практическая конференция
(22-26 декабря 2012 г.)


Семнадцатая научно-практическая конференция
(22-26 октября 2012 г.)


Шестнадцатая научно-практическая конференция
(09-14 апреля 2012 г.)


Пятнадцатая научно-практическая конференция
(01 - 07 марта 2012 г.)


Четырнадцатая научно-практическая конференция
(12-20 декабря 2011 г.)


Тринадцатая научно-практическая конференция
(28 октября - 09 ноября 2011 г.)


Двенадцатая научно-практическая конференция
(28 мая - 06 июня 2011 г.)


Одинадцатая научно-практическая конференция
(26 апреля - 04 мая 2011 г.)


Десятая научно-практическая конференция
(15-23 марта 2011 г.)


Девятая научно-практическая конференция
(27-31 декабря 2010 г.)


Восьмая научно-практическая конференция
(05-12 декабря 2010 г.)


Седьмая научно-практическая конференция
(28 мая - 7 июня 2010 г.)


Шестая научно-практическая конференция
(1-15 апреля 2010 г.)


Пятая научно-практическая конференция
(20-27 мая 2009 г.)


Четвертая научно-практическая конференция
(10-17 апреля 2009 г.)


Третья научно-практическая конференция
(20-27 декабря 2008 г.)


Вторая научно-практическая конференция
(1-7 ноября 2008 г.)


Первая научно-практическая конференция
(10-15 мая 2008 г.)



НАШИ ПАРТНЕРЫ:

Студия веб-дизайна www.zinet.info



Студия ландшафтного дизайна Флора-МК


Уникальное предложение!



Сайт-визитка - теперь
всего за 200 грн!

подробнее>>>



ВПЛИВ ТЕМПЕРАТУРИ ВІДПАЛУ НА МІКРОСТРУКТУРУ, МІКРОТВЕРДІСТЬ ТА МОДУЛЬ ПРУЖНОСТІ ТРУБ З МІДІ МАРКИ М1

 

Куцова В.З., Котова Т.В., Плошенко А.П.

Україна, м. Дніпропетровск,

Національна Металургійна академія України

 

Abstract: The researches results of influence of the different annealing regimes on the microstructure, microhardness and elastic modulus of copper are given in this paper. Dependence of microhardness on the temperature of annealing was installed during the research. Using the model of the fcc lattice with a central interaction in the first coordination sphere with the known X-ray data were evaluated elasticity modulus. The elastic modulus essentially depends on previous deformation and annealing. It is structurally sensitive characteristic.

Key words: Cold deformation, recrystallization, texture deformation, recrystallization texture, elastic modulus, pole figures (PF), orientation distribution function (FRO).

 

Вступ

Властивості полікристалічних матеріалів істотним чином визначаються станом внутрішньої структури, зокрема, текстурою, яка породжує анізотропію пружних і пластичних властивостей полікристала і визначає експлуатаційні властивості виробу [1].

Під час холодної прокатки грубозернистої міді формується текстура деформації, яка зазвичай є типовою для більшості металів з ГЦК решіткою. Під час рекристалізації спостерігається перетворення цієї текстури до різкої кубічної, а також помітні зміни у рівні анізотропії модуля Юнга, які відбуваються в площині прокатки. Таким чином, кристалографічна текстура впливає на рівень анізотропії модуля Юнга в матеріалах після холодної деформації.

Матеріал та методика дослідження

Для дослідження впливу різноманітних режимів термічної обробки на мікроструктуру було обрано зразки чистої міді з попередньою деформацією 50%. Хімічний склад міді ГОСТ 859-2001 мас. %: 0.5 Fe %, 0.01 S, 0.2 Ni, 0.01 As, 0.01 Pb, 0.005 O, 0.3 Sb, 0.002 Bi, 0.05 Sn, 99.7 Cu [2].

В даній роботі холоднодеформовану мідь відпалювали при різноманітних параметрах – температурі нагріву та часу витримки. Термічну обробку зразків міді проводили за допомогою нагрівальних печей марки «FURNACE ® Brand».

Мікроструктуру досліджуваної міді вивчали за допомогою мікроскопу «Сolor view». Мікротвердість зразків вимірювали на мікротвердомірі марки «Leitz Micro» Германія, при навантаженні Р =100г. На кожному зразку проводили 10 вимірів.

Розрахунок модулів пружності проводився за допомогою програмного забезпечення MTEXA MATLAB Toolbox TutorialTexture Analysis [3].

Результати та обговорення

Мікроструктура вихідного зразку міді зображена на рис. 1а, виявлені подовжені в напрямку прокатки зерна, які є характерними для деформованого стану.

Під час відпалу відбувається внутрішня перебудова, при якій за рахунок додаткової теплової енергії, що збільшує рухливість атомів, в твердому металі без фазових перетворень з безлічі центрів ростуть нові зерна, що замінюють собою витягнуті, деформовані зерна [4].

Зародження нових зерен при первинній рекристалізації відбувається в ділянках з найбільшою щільністю дислокацій. Їх зростання супроводжується поступовим збільшенням рекристалізованого об'єму металу. Первинна рекристалізація закінчується повним зникненням вихідних деформованих зерен (рис. 1,б, в.).

Дослідження мікроструктури зразків міді відпалених при Т=300˚С протягом 1 години (рис. 1, г) показали наявність подовжених та рекристалізованих зерен. Це говорить про початок рекристалізації, тобто даний режим термічної обробки не дозволив отримати повністю рекристалізовану структуру.

Якість відпаленого металу визначається не тільки механічними властивостями, але і розміром зерна. Розмір зерна в повністю рекристалізованній структурі досить однорідний. При неправильно встановлених режимах рекристалізаційного відпалу в структурі металу можуть бути присутні дві групи зерен різного розміру. Це так звана подвійна структура особливо небажана при операціях глибокої витяжки, полірування та травлення виробів.

Таким чином, після дослідження мікроструктури відпаленої міді, зроблено висновок, що з підвищенням температури збільшується розмір зерна. Залежність середнього діаметру зерна міді від температури відпалу зображено на рис. 2.

 

а

б

в

г

а – вихідний зразок, б – Т=600˚С, τ=2 години;

в – Т=400˚С, τ=2 години; г – Т=300˚С, τ=1 година

Рис. 1 – Мікроструктура зразків відпаленої міді, попередньо деформованих (Ɛ=50%)

 

Рис. 2 - Залежність середнього діаметру зерна міді від температури відпалу

 

Твердість вихідного зразка 115HV. При підвищенні температури відпалу твердість зменшується. Це пов'язано з перекристалізацією, яка реалізується в процесі термічної обробки. Рекристалізація знімає ефект деформаційного зміцнення і зменшує твердість мідних труб. Чим більше час витримки при відпалі, тим більше знижується твердість, що пов’язано зі збільшенням розміру зерна.

Згідно отриманих даних твердість відпаленого зразку, при Т=300˚С протягом години, досягла найбільшого значення – 98HV. Таким чином, даний режим відпалу є оптимальним для зміцнення міді.

Пружні властивості ізотропного матеріалу характеризуються модулем нормальної пружності Е (модуль Юнга), модулем зсуву G і модулем об'ємного стиснення Ес, а також величиною відношення поперечної і поздовжньої пружної деформації, тобто коефіцієнтом Пуасона - µ. Ці характеристики пружних властивостей пов'язані між собою. Для більшості металів абсолютне значення коефіцієнта Пуасона мало відрізняється від 1/3. Зокрема, для міді воно становить [5]:

µ = 0,33; ЕсE; G ≈ 3/8E

Статистично усереднені значення характеристик пружності при 20°С за даними численних досліджень представлені нижче із зазначенням стандартних відхилень [6]:

Е= 123,5 ± 0,7 ГПа;

Ес = 140,2 ± 3,9 ГПа;

G = 45,4 ± 1,2 ГПа;

µ = 0,35 ± 0,09.

Константи пружності монокристалів міді залежать від кристалографічних напрямків. У процесі пластичної деформації і наступних термообробок, як правило, відбувається перерозподіл мікродомішок і мікродобавок, порушується ізотропність матеріалу, формуються переважні кристалографічні орієнтування - текстури [7], що викликають істотні зміни пружних модулів.

Для обчислення модуля пружності, необхідно: знати тензор пружності монокристала і ФРО полікристалів. Використовуючи ПФ, були розраховані значення модулів пружності для прокатаного і відпалених зразків при Т = 400˚ С і Т = 300˚ С з витримкою 2 години і 1 годину, відповідно. Результати розрахунку показані в таблиці 1.

Дослідження показали, що Модуль Юнга не однаковий у всіх напрямках. Зразок 3 практично ізотропний (різниця між рівнями інтенсивності незначна 125 і 129ГПa). Це пов'язано з тим, що всі зерна рекристалізовані. Зміни модуля Юнга є більш важливими для зразка 2, який був нагрітий до Т = 300° С протягом 1 години.

 

Табл. 1 – Модуль Юнга зразків міді

 №

Стан зразку

Еmin,ГПа

Еmax,ГПа

Еz,ГПа

1

Деформація Ɛ=50%

123

131

125

2

Т=300°C і τ=1 година

117

134

120

3

Т=400°C і τ=2 години

125

129

128

 

Зміна модуля пружності пов'язана з утворенням або руйнуванням переважних орієнтувань, може досягати десятків відсотків, причому значення модуля пружності полікристалічних матеріалів при наявності текстур залежать від напрямку в якому вимірюється модуль. Таким чином, змодельовані значення модулів пружності не надто далекі за значенням від теоретичних, що говорить про успішне проведення експерименту.

Висновки

Досліджено мікроструктуру деформованої та відпаленої, при різноманітних режимах, зразків міді.

Показано:

·       з підвищенням температури відпалу збільшується розмір рекристалізованого зерна;

·       вплив температури відпалу на мікротвердість деформованої міді: чим більше час витримки при відпалі, тим більше знижується твердість, що пов’язано зі збільшенням розміру зерна;

·       зразок відпалений при Т=400˚С має низькі значення модуля Юнга – 120 ГПа, в той час як вихідний зразок і відпалений при Т=300˚С мають модуль Юнга відповідно 125 і 128 ГПа;

·       можливість застосування ФРО для розрахунку анізотропії властивостей із застосуванням MFDP методу.

 

Література:

1.     И.Н.Францевич, Ф.Ф.Воронов, С.А. Бакута. Упругие постоянные и модули упругости металлов и неметаллов: Справочник. К.: «Наукова думка», 1982, 430 с.

2.     Межгосударственный стандарт. Медь. Марки. – М., 2003, - с. 3.

3.     Бардушкина И. В., Бардушкин В. В., Никитин А. Н., Сычев А. П., Яковлев В.Б.: Использование системы «Matlab» при моделировании напряженно-деформированного. Труды II научной конференции «Проектирование инженерных и научных приложений в среде MATLAB».

4.     W.A. Backofen, Deformation Processing, Addison Wesley, Reading, MA, 1972, p.p. 143.

5.     Ledbetter Η. M., Naimon E.R. // Journal of Physical and Camical Data. 1974. V. 3. Ν» 4. P. 897-935.

6.     Smithels Metals Reference Book. 5-th. Ed. London - Boston: Buttuworths, 1976. 1566

7.     В.И. Сытин, В.Н. Воеводин, С.В. Шевченко, Н.Д. Рыбальченко Изменение модуля нормальной упругости меди в зависимости от направлений деформации, «Вопросы атомной науки и техники». – М.: Металлургия. – 1996. – с. 52-58.



Первая научно-практическая конференция
"Инновационный потенциал украинской науки - ХХI век"
(10-15 мая 2008 г.)


(отчет)
Вторая научно-практическая конференция
"Инновационный потенциал украинской науки - ХХI век"
(1-7 ноября 2008 г.)
(отчет)
Третья научно-практическая конференция
"Инновационный потенциал украинской науки - ХХI век"
(20-27 декабря 2008 г.)
(отчет)
Четвертая научно-практическая конференция
(10-17 апреля 2009 г.)
(отчет)
Пятая научно-практическая конференция
(20-27 мая 2009 г.)
(отчет)
Шестая научно-практическая конференция
(1-15 апреля 2010 г.)
(отчет)
Седьмая научно-практическая конференция
(28 мая - 7 июня 2010 г.)
(отчет)
Восьмая научно-практическая конференция
(05-12 декабря 2010 г.)
(отчет)
Девятая научно-практическая конференция
(27-31 декабря 2010 г.)
(отчет)
Десятая научно-практическая конференция
(15-23 марта 2011 г.)
(отчет)
Одинадцатая научно-практическая конференция
(26 апреля 04 мая 2011 г.)
(отчет)
Двенадцатая научно-практическая конференция
(28 мая - 06 июня 2011 г.)
(отчет)
Тринадцатая научно-практическая конференция
(28 октября - 09 ноября 2011 г.)
(отчет)
Четырнадцатая научно-практическая конференция
(12-20 декабря 2011 г.)
(отчет)
Пятнадцатая научно-практическая конференция
(01-07 марта 2012 г.)
(отчет)
Шестнадцатая научно-практическая конференция
(09-14 апреля 2012 г.)
(отчет)
Семнадцатая научно-практическая конференция
(22-26 октября 2012 г.)
(отчет)
Восемнадцатая научно-практическая конференция
(22-26 декабря 2012 г.)
(отчет)
Девятнадцатая научно-практическая конференция
(26 февраля - 3 марта 2013 г.)
(отчет)
Двадцатая научно-практическая конференция
(20-28 апреля 2013 г.)
(отчет)
Двадцать первая научно-практическая конференция
(13-18 мая 2013 г.)
(отчет)
Первая международная научно-практическая конференция
"Перспективные направления отечественной науки - ХХI век"
(13-18 мая 2013 г.)
(отчет)
Двадцать вторая научно-практическая конференция
(4-9 ноября 2013 г.)
(отчет)
Двадцать третья научно-практическая конференция
(10-15 декабря 2013 г.)
(отчет)
Двадцать четвертая научно-практическая конференция
(20-25 января 2014 г.)
(отчет)
Двадцать пятая юбилейная научно-практическая конференция
(3-7 марта 2014 г.)
(отчет)
Двадцать шестая научно-практическая конференция
(7-11 апреля 2014 г.)
(отчет)
Двадцать седьмая научно-практическая конференция
(20-25 мая 2014 г.)
(отчет)
Двадцать восьмая научно-практическая конференция
(08-13 октября 2014 г.)
(отчет)
Двадцать девятая научно-практическая конференция"
(19-25 ноября 2014 г.)
(отчет)
Тридцатая научно-практическая конференция
(19-25 января 2015 г.)
(отчет)
Тридцать первая научно-практическая конференция
(25 февраля - 1 марта 2015 г.)
(отчет)
Тридцать вторая научно-практическая конференция
(2 - 7 апреля 2015 г.)
(отчет)
Тридцать третья научно-практическая конференция
(20 - 27 мая 2015 г.)
(отчет)
Тридцать четвертая научно-практическая конференция
(13 - 17 октября 2015 г.)
(отчет)
Тридцать пятая научно-практическая конференция
(24 - 27 ноября 2015 г.)
(отчет)
Тридцать шестая научно-практическая конференция
(29 декабря 2015 - 5 января 2016 г.)
(отчет)
Тридцать седьмая научно-практическая конференция
(19 - 22 апреля 2016 г.)
(отчет)
Тридцать восьмая научно-практическая конференция
(23 - 25 мая 2016 г.)
(отчет)

На главную | Объявления | Отчеты предыдущих конференций | История Украины | Контакты

Copyright © Zinet.info. Разработка и поддержка сайта - Студия веб-дизайна Zinet.info