Русский English
ДонНТУ   Портал магістрів

Вступ

В даний час намітилася тенденція у розвитку техніки і технології обробки кольорових металів по переходу від дискретних до безперервних та поєднаних процесів литва й прокатки. Це дозволяє істотно підвищити продуктивність установок, якість продукції, забезпечити суттєву економію дорогих матеріалів, поліпшити техніко-економічні показники. Безперервними та суміщеними процесами в світі виробляють 95% мідної дротяної заготовки і лише 5% методом прокатки на сортовому стані. При цьому приблизно половина всього обсягу виробництва рафінованої міді переробляється в дротяну заготовку або катанку діаметром від 8 до 20 мм для подальшого виробництва дроту, кабелю та інших провідників струму.

1. Актуальнiсть теми

Актуальним завданням є вивчення розподілу зерен в структурі при процесі безперервного розливання міді та її кристалізації. Так само вивчення явища зміщених центрів кристалізації і пояснення механізму його появи.

2. Цiль та задачi дослідження

Метою роботи є удосконалення методів розливання міді, а також розробка нових технологій термічної обробки заготовок.

Основні завдання дослідження:

  • Розробка нових методів розливання.
  • Аналіз можливості виконання більш економічних суміщених процесів розливання і прокатки.

    Об'єктом дослідження є зразки безперервно мідних заготовок різних діаметрів.
  • 3. Вивчення особливостей формування структури в мідних заготовках

    Були досліджені зразки безперервно заготовок з міді марки М1 діаметром 8, 12,5, 16 і 20 мм. В ході виконання роботи за допомогою біологічного мікроскопа вивчалися макро- і мікроструктури, також за допомогою нього вимірювалися розміри зерен. Мікротвердість зерен мідних заготовок вимірювалася на Мікротвердоміри марки ПМТ-3. На малюнках 1 і 2 представлені макроструктури в поперечному і поздовжньому перетині заготовок діаметром 8 (а), 12,5 (б), 16 (в), 20 (г) відповідно.

    Образец диаметром 8 мм Образец диаметром 12,5 мм Образец диаметром 16 мм Образец диаметром 20 мм

    Рисунок 1 – Мікроструктура в поперечному перерізі заготовок діаметром 8 (а, ×4,5), 12,5 (б, ×3), 16 (в, ×2), 20 (г, ×1,5), мм

    З наведених малюнків видно, що майже вся структура складається з стовпчастих зерен і лише в центрі зразків присутні дрібні зерна. Це свідчить про те, що охолодження заготовок здійснювалося швидко від країв до центру, в якому охолодження сповільнилося.

    Образец диаметром 8 мм Образец диаметром 12,5 мм Образец диаметром 16 мм Образец диаметром 20 мм

    Рисунок 2 – Мікроструктура в поздовжньому перетині заготовок діаметром 8 (а, ×3), 12,5 (б, ×2,5), 16 (в, ×2,5), 20 (г, ×2,5), мм

    При детальному розгляді можна помітити, що на деяких зразках спостерігається зміщення центру кристалізації. Це пояснюється тим, що можливо кристаллизатор мав нерівномірну температуру. Для з'ясування причини такого розподілу зерен в структурі були виміряні розміри зерен і їх мікротвердість. Результати замірів наведені в таблиці 1.

    Таблиця 1 – Розміри зерен в поздовжньому напрямку і мікротвердість (0,2 Н) міді в залежності від діаметра заготовки
    Дiаметри заготовки, мм Розмiри зерна, мм Мiкротвердiсть, Н/мм2
    Рoзмах значень Середнє значення Розмах значень Середнє значення
    Довжина Ширина Довжинаина Ширина
    8 0,3-0,5 0,2-0,4 0,4 0,3 628-598 613
    12,5 0,7-1,05 0,2-0,35 0,88 0,28 644-598 621
    16 1,0-1,3 0,4-0,8 1,15 0,6 613-584 598
    20 2,1-3,1 0,5-0,7 2,6 0,6 598-570 584

    З таблиці видно, що зі збільшенням діаметра безперервнолитих заготовок збільшується розмір зерна, а мікротвердість знижується. Зниження твердості зі збільшенням діаметра заготовки пояснюється уповільненням кристалізації в заготовках з великим перетином в порівнянні з заготовками, які мають менший діаметр.

    Висновки

    Таким чином, були досліджені особливості формування структури в безперервнолитих мідних заготовках різного перетину, і встановлено, що зі збільшенням діаметра заготовки збільшується розмір формованого зерна і такі зерна мають менше значення мікротвердості. Також було встановлено явище зміщення центру кристалізації (рис.2 в, г), що пояснюється нерівномірністю охолодження мідної заготовки в кристалізаторі.

    Перелiк посилань

    1. Суровый Э. П. Окисление наноразмерных пленок меди аммиаком/ Э. П. Суровый, Н. В. Борисова, С. П. Говорина, Л. Н. Бугерко// Вестник Кемеровского государственного университета: журнал. - Кемерово, 2008. - с. 54.
    2. Борисова Н. В. Закономерности изменения свойств пленок меди в процессе термообработки/ Н. В. Борисова, Э. П. Суровый, И. В. Титов// Вестник Кемеровского государственного университета: журнал. - Кемерово. 2008. - с. 54.
    3. Структурные и фазовые превращения/ [Пугачева Н. Б., Панкратов А. А., Фролова Н. Ю.]//Металлыы. - 2006.-#3 - с. 65-75
    4. Варлимонт Х. Мартенситные превращения в сплавах на основе меди, серебра и золота/ Х. Варлимонт, Л. Дилей. - М.: Наука, 1980. - 208 с.
    5. Пресняков А. А. Превращения в твердом состоянии, технологические свойства/ Пресняков А. А., Червякова В. В., Дуйсемалиев У. К. - М.: Металлургия, 1969. - 120 с.