Факультет:

Фізико-металургійний

Кафедра:

Фізичного матеріалознавства

Спеціальність:

Металознавство

Науковий керівник:

д.т.н., проф. Горбатенко В. П.

Вивчення ефективності додаткового зміцнення однофазної латуні з підвищенним вмістом цинку шляхом термічної і термомеханічної обробок

       Латунь Л 63 (ЛЦ 37) звичайно відносять до подвійної однофазної латуні. Проте, дослідження останніх років показали, що надмірна β' - фаза у латуні може з'являтися в структурі вже при змісті більше 30-32% Zn. Керуючи типом початкової структури, процесами розчинення і виділення надмірної фази, можна не лише впливати на комплекс механічних властивостей, але і на деформованість латуні в процесі холодної пластичної деформації.

       Мета магістерської роботи - вивчення можливості отримання різного типу структури латуні в результаті гартування від різних температур і оцінки можливого характеру її впливу на зміцнення при холодній пластичній деформації і наступному старінні.

       У процесі експериментальних досліджень гартування зразків завтовшки 8-9 мм здійснювали після нагріву в однофазні α- і β-області і в двофазну (α+β) -область. Наступну холодну пластичну деформацію проводили з сумарною мірою обтискання 7-40%.

       У початковому стані структура латуні Л 63 була рівновісними зернами α-твердого розчину з невеликою кількістю включень надмірної фази по межах при твердості сплаву HB 1200±30 Н/мм². Після гартування від 450^оС отримали однофазну структуру, що характеризується різнозерністістю, обумовленою формуванням по межах початкових зерен α-фази зони дуже дрібних зерен цієї фази, що займають до 35-38 % площі шліфа. Твердість сплаву при цьому дещо знизилася (HB 1180±20 Н/мм²). Гартування з двофазної (α+β) -області забезпечило отримання мінімальної твердості - HB 990±10 Н/мм². При цьому отримали структуру з "залишків" початкової α-фази і ділянок двофазної структури (до 50% від площі перегляду), що складаються з кристалів метастабільної β-фази з дісперсними виділеннями α-фази усередині таких ділянок. Гартування з однофазної β-області забезпечило отримання однорідної структури мартенситного типу, що викликало підвищення твердості латуні до HB 1320±20 Н/мм².

       Встановлено, що характер і міра зміцнення латуні в результаті холодної пластичної деформації залежить від її початкової структури. Так, приріст твердості при максимальній мірі деформації (35-40%) у разі деформування сплаву без проведення попереднього гартування, склав 430 Н/мм², а для заздалегідь загартованого стану, по мірі підвищення температури під гартування - 790, 710 і 690 Н/мм². При цьому на кривих зміни твердості і приросту твердості залежно від міри деформації можна виділити 2 ділянки з різною мірою зміцнення : I - при мірі деформації до 14-18% і II - при вищих мірах деформації. Максимальні відмінності в коефіцієнтах зміцнення (K, Н/мм²/1% деформації) фіксували у разі деформування сплаву, для якого не проводили попереднє гартування, : КI=5,4; КII=18,8, а мінімальні - у разі деформації сплаву з мартенситною структурою (відповідно, КI=17,2; КII=18,3). Ці коефіцієнти у разі гартування з однофазної α - області склали - КI=27,1; КII=24,2, а після гартування з двофазної (α+β)-області - відповідно 31,8 и 19,2 Н/мм²/1%.

       Таким чином, найбільші відмінності в коефіцієнтах зміцнення мають місце на початкових стадіях деформації. При мірах деформації, що перевищують 14-18%, відмінності в коефіцієнтах зміцнення у разі різного початкового стану відносно невеликі.

       Для подальшого дослідження поставленого завдання планується провести стабілізуючу обробку - старіння і, на основі отриманих експериментальних даних, встановити оптимальну термічну, термомеханічну обробку однофазної латуні з підвищеним вмістом цинку.

       Література:

1. Осинцев О.Е., Федоров В.Н. Медь и медные сплавы. Справочник.- М.: Машиностроение. 2004.- 336 с.
2. Колачев Б.А., Елагин В.И., Ливанов В.И. Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов.- М.: МИСИС, 2005.- 432 с.
3. Мальцев М.В., Барсукова Т.А., Борин Ф.А. Металлография цветных металлов и сплавов.- М.: Металлургиздат, 1960.- 372 с.
4. Влияние легирующих элементов и технологических факторов на фазовый состав и свойства латунных труб, применяемых в автомобильной промышленности / Курбаткин И. И., Белов Н. А., Райков Ю. Н. и др. // Цветные металлы. - 2001, № 5.- С. 73-76.
5. Особенности превращения -фазы в сплавах меди при охлаждении в широком интервале температур / Мирзаев Д. А., Счастливцев В. М., Яковлева И. Л. и др. // 6 Всероссийская конференция "Структура и свойства аустенитных сталей и сплавов", посвященная 100-летию со дня рождения К. А. Малышева : Тезисы докладов, Екатеринбург, 10-14 сент., 2001. - Екатеринбург, 2001. - С. 46.
6. Богатов А.А., Мижирицкий И.А., Смирнов С.В. Ресурс пластичности металлов при обработке давлением. - М.: Металлургия, 1981. - 114 с.
7. Бернштейн М.Л. Структура деформированных металлов.- М.: Металлургия, 1977. - 431 с.
8. Bleifreies Messing bestand Zerspantest // Maschinenmarkt. - 2004, № 22. - S. 63.
9. Tensile strength variations in lead-tin brasses / Khan Abdul Faheem, Rana Anwar Manzoor, Ansari M. Iqbal // J. Mater. Sci. and Technol. - 2002, V. 10, № 3. - P. 3 - 11