книги из ГПНТБ / Крупин А.В. Прокатка металлов в вакууме учеб. пособие

Рис. 104. Микроструктуры образцов ниобия после холодной и горячей вакуум­ ной прокатки. Х200:

а — холодная; б — горячая (1200° С) прокатка

164

Рис. 106. Микроструктура ме­ таллокерамического молибдена после прокатки в вакууме 13,3 Н/м2 (10_1 мм рт. ст.) при температуре 950° С при е, %:

а — 17; 6 — 27; 0 — 37

структуры предварительно прокованного молибдена после прокатки в вакууме 13,3 Н/м2 (ІО-1 мм рт. ст.) при температуре 950° С с различными обжатиями представлены на рис. 107.

Результаты исследования В. С. Золоторевского и автора выявили в структуре вольфрама, прокатанного в вакууме, зна­ чительную разницу в микротвердости зерен и их границ, до­ стигающую в горячекатаных образцах 372 МН/м2 (38 кгс/мм2). Разницу в микротвердости можно уменьшить и полностью устранить закалкой с повышенных температур. Зависимости микротвердости зерен и их границ от температуры закалки в свежезакалеиных образцах показаны на рис. 108. Видно, что разница в микротвердости зерен и их границ практически полностью устраняется после закалки с температуры 150° С и выше. Однако в процессе вылеживания закаленных образцов при комнатной температуре разность в микротвердости по­ степенно восстанавливалась (рис. 109). При этом чем выше температура закалки, тем быстрее достигается максимальная

165

Рис. 107. Микроструктура ко­ ваного молибдена после про­ катки в вакууме 13,3 Н/м2 (10_1 мм рт. ст.) при темпера­ туре 950°С при е, %:

а— 16; б— 23; в— 32; г— 47; д— 53

166

разность (рис. ПО). Кривые на рис. 108 и 109 аналогичны соответствующим зависимостям, полученным ранее для других металлов и интерметаллических соединений.

По Мак-Лину, на границах зерен должны в основном скапли­ ваться примеси внедрения (углерод, кислород, водород, азот). Метод микротвердости не дает возможности установить, какие именно элементы и в каком количестве содержатся в исследуе­ мом микрообъеме. При содержании нескольких примесей он дает лишь интегральный эффект и позволяет получить качествен­ ное представление о суммарной концентрации примесей. Однако, как показали работы Уэстбрука, метод микротвердости может

микротвердость. Если изменение микротвердости на границах вполне очевидно, то снижение микротвердости в центре зерен трудно связать с изменением концентрации примесей. Чаще

случае ее изменение приводит к какой-то перестройке тонкой структуры вольфрама, которая и обусловливает снижение микротвердости в середине зерна.

Относительно быстрое восстановление разницы в микро­ твердости зерен и их границ при. комнатной температуре свиде­

167

Рис. 111. Влияние времени вы­

Рис. -112. Микроструктура после прокатки и отжига в различных средах:

168

в энергии при их скоплении по границам. Ускорение сегрегации при повышении температуры закалки можно объяснить увели­ чением концентрации вакансий, обеспечивающих интенсифика­ цию диффузии.

Интересно было выяснить причину разницы микротвердости зерен вольфрама и их границ, которая получается значительной только после высокотемпературной прокатки в вакууме.

В образцах, прокатанных на воздухе по аналогичным режимам, а также рекрпсталлнзованных после прокатки, эта разница не превышает 48—143 МН/м2 (4,9—14,7 кгс/мм2), т. е. близка к величине ошибки эксперимента. Молено предположить, что полученный эффект связан с частичной дегазацией вольфрама в процессе нагрева и прокатки в вакууме. Если газы удаляются диффузией, сначала к границам зерен, а затем вдоль границ, то можно понять появление повышенной разницы в микротвердости границ и зерен после высокотемпературной прокатки в вакууме по определенным режимам. Обычный вакуумный отжиг при высоких температурах в случае правиль­ ности сделанного предположения тоже должен, по крайней мере на начальных стадиях, вызывать увеличение микротвердости АН.

подъем АН, а затем ее уменьшение'(рис. 111). Причем проис­ ходит это в образцах, прокатанных и в вакууме, и на воздухе. При более высоких температурах вакуумного отжига 1700— 2000°С первоначальное увеличение АН трудно уловить, так как уже после получасового отжига начинается ее снижение, воз­ можно из-за более полного прохождения дегазации.

Повышение чистоты металлов (меди, никеля, хрома, железа и др.), деформированных в вакууме, и связанное с этим ускоре­ ние процессов зарождения и роста новых зерен приводит к увеличению их размеров (рис. 112).

3. Деформируемость при прокатке

Возможность применения в технике многих материалов часто ограничивается тем, что они не поддаются или плохо поддаются пластической обработке. В связи с этим повышение деформируе­ мости металлов и сплавов является важной практической задачей. Деформируемость обычно оценивают при прокатке клиновидных образцов по величине относительного обжатия, при котором появляются первые трещины.

Повышение деформируемости материалов при высокотемпе­ ратурной покатке в вакууме достигается вследствие очистки металлов от примесей внедрения, отсутствия хрупких окислен­ ных и газонасыщенны^ слоев, устранения пережога и красно­ ломкости, получения равномерной структуры, а также заварива­ ния микродефектов.

169

170

171

172