ДонНТУ

Магистры

Физико - металлургический  факультет  (ФМФ)

Главная     Диссертация     Ссылки    

Нечепуренко Зоя Игоревна

Кафедра: Физического материаловедения

Группа: ПМ-07м

e-mail: zoya72008@rambler.ru

Тема магистерской работы: "Исследование структурных изменений при пластической деформации латуни для разработки оптимального режима деформирования".

Руководитель: доц. Пашинский Владимир Викторович

Оценка  сопротивления  деформации  латуней  с  высоким  содержанием  свинца

Целью данной работы является разработка методики и получение зависимостей сопротивления деформации латуней с высоким содержанием свинца.

Исследования проводили на образцах различных марок латуней, выплавленных и прокатанных в промышленных условиях на различный уровень прочности в соответствии с требованиями ГОСТ 2060-90. Для латуней, изготовленных по европейскому стандарту EN 12449: 1999 «Медь и медные сплавы», указано соответствующее состояние.

Испытания на растяжение проводили на стандартных круглых десятикратных образцах с начальным диаметром do=10 мм и lо=100 мм. Скoрость деформирования составляла 1 мм/мин. Разрывная машина была оснащена электронными датчиками нагрузки и перемещения, дискретность по времени записи показаний - 0,1 с, первичные данные обрабатывали с помощью программно-технического комплекса для испытания металлов «Точприбор». По каждой марке было испытано не менее двух образцов с последующим усреднением результатов. В табл. 1 приведены выбранные марки латуней и механические свойства плавок в состоянии поставки.

Большинство выбранных сплавов (кроме Л63) являются двухфазными α+β латунями, свинец практически не растворяется в меди и цинке, и образует самостоятельную фазу.

Значение деформации сдвига Λ и сопротивление деформации σs в каждой точке диаграммы растяжения рассчитывали по формулам (1) [1]:

(1)

По полученным данным строили кривые упрочнения, пример которых приведен на рис. 1.

Рисунок 1 - Кривая упрочнения латуни CuZn39Pb3 пл.1 и ЛС59-1

Как видно, латунь CuZn39Pb3, имеющая меньший уровень прочности и большую пластичность, и латунь ЛС59-1 с другим уровнем свойств, упрочняются до примерно одного уровня σs, но большее удлинение в целом ведет к большему наклепу образца из-за увеличения степени деформации.

Необходимо отметить, что единого мнения по виду зависимости σs(Λ) нет. Например, в работе [1] для аппроксимации сопротивления деформации рекомендуется зависимость (2):

(2)

где σo - величина, соответствующая пределу текучести;

m и n – коэффициенты.

В этом уравнении не учитывается упругая деформация до предела текучести (для Λ→0 σs→σ0 ), что снижает точность расчета коэффициентов, и предполагает удаление части точек первичной кривой растяжения.

Предлагается зависимость (3), которая в целом описывает кривую упрочнения [4,5]:

(3)

В зависимостях типа (2) и (3) можно обратить внимание на коэффициент показателя степени n, который характеризует степень деформационного упрочнения на протяженной второй стадии деформации - множественного скольжения. По этому показателю сравнивают склонность различных металлов или фаз сплава к упрочнению.

В данной работе в качестве аппроксимирующей зависимости σs(Λ) выбрали уравнение (3). Коэффициенты уравнения находили с помощью программы Statistica, модуль User specific regression.

Таким образом, в результате полученных зависимости, которые позволяют рассчитать сопротивление деформации латуней с высоким содержанием свинца. Коэффициенты уравнения, в т.ч. показатель деформационного упрочнения сложным образом зависит от уровня механических свойств сплава и его фазового состава, в том числе от соотношения α и β фаз, что не всегда учитывается при экспериментальных исследованиях сопротивления деформации. Сравнение полученных уравнений с аналогичными уравнениями для других марок латуней показало соответствие коэффициентов.

Список литературы

1. Богатов А.А., Мижирицкий О.И., Смирнов С.В. Ресурс пластичности металлов при обработке давлением. - М.: Металлургия, 1984. - 144 с.

2. Теория прокатки: Справочник/ А.И. Целиков, А.Д. Томленов и др. - М.: Металлургия, 1982. - 335 с.

3. Фастыковский А.Р., Перетятько В.Н. Аналитические зависимости для определения сопротивления деформации металлов и сплавов// Известия вузов. Черная металлургия, 2003, № 2, С. 68 - 69.

4. Бернштейн М.Л. Структура деформированных металлов. - М.: Металлургия, 1977. - 431 с.

5. Смирнов С.В., Пугачева Н.Б., Тропотов А.В., Солощенко А.Н. Сопротивление деформации структурных составляющих сложнолегированной латуни// Физика металлов и металловедение, 2001, Т. 91, № 2. - С. 106 - 111.