Министерство образования Российской Федерации

Уфимский государственный авиационный технический университет

Кафедра материаловедения и ТКМ

Контрольная работа

Вариант №26

Выполнил: студент ФАП

гр. ЭСиС-307

Черепанов А.А.

Проверил: Шарипов И.З.

Уфа 2008

1. Как и почему изменяется прочность меди при пластической деформации?

Применение комбинированной пластической деформации предоставляет возможности разработки новых эффективных технологий обработки материалов, с помощью которых можно получить улучшение комплекса механических и физических свойств вследствие интенсивного изменения структуры.

Медь -  пластичный металл с невысокой прочностью. У  нагартованной (упрочненной холодной пластической деформацией) меди электропроводность ниже. Как известно, любая пластическая деформация может оказывать существенное влияние на микроструктуру и свойства материалов. Например, при интенсивной прокатке или протяжке происходят измельчение микроструктуры и формирование ячеек, субзерен и фрагментов, что может привести к определенному повышению их прочностных характеристик.

Равноканальное угловое (РКУ) прессование наряду с кручением под высоким давлением относится к методам интенсивной пластической деформации (ИПД), впервые использованным для получения ультрамелкозернистых (УМЗ) металлов и сплавов. Несмотря на активное развитие в последующие годы нескольких новых методов интенсивной деформации (всесторонней ковки, прокатки с наложением и соединением листов, специального циклического деформирования и ряда других, РКУ прессование остается наиболее широко исследуемым методом ИПД.

Чистая Сu (99,996%) подвергнутая РКУ прессованию при комнатной температуре с вращением на 90° по часовой стрелке вдоль оси заготовки между последовательными проходами (всего 16 проходов).

Исходная крупнокристаллическая Сu с размером зерен около 30 микрон имела низкий предел текучести, но обладала значительным деформационным упрочнением и большим удлинением до разрушения (пластичностью). Холодная прокатка меди на 60%, значительно, увеличивает прочность, но и существенно снижает пластичность. Эта тенденция характерна и для Сu после РКУ прессования с двумя проходами. Прессование меди с числом проходов до 16 одновременно увеличило как прочность, так и пластичность. Кроме того, увеличение пластичности является более значительным, чем увеличение прочности. Медь с высокой пластичностью имеют большую чувствительность к скорости деформации. Повышенная скоростная чувствительность напряжения препятствует локализации деформации и последующему разрушению.

Как известно, перемещение дислокации и двойникование являются основными механизмами деформации для крупнокристаллических металлов. В УМЗ металлах происходит затруднение зарождения и перемещения дислокации, что приводит к увеличению прочности. В то же время, наличие ультрамелких зерен может способствовать другим деформационным механизмам, например, таким, как зернограничное проскальзывание и вращение зерен, и, следовательно, повышать пластичность. Мы экспериментально наблюдали значительное зернограничное проскальзывание в ультрамелкозернистой меди, деформированной при комнатной температуре. Повышенная чувствительность к скорости деформации, которая наблюдается при этом, также указывает на активное зернограничное проскальзывание.

Медь диамагнитна; атомная магнитная восприимчивость 5,27·10^-6. Твердость Меди по Бринеллю 350 Мн/м²(т. е. 35 кгс/мм²); предел прочности при растяжении 220 Мн/м²(т. е. 22 кгс/мм²); относительное удлинение 60%, модуль упругости 132·103 Мн/м²(т.е. 13,2·10³кгс/мм²). Путем наклепа предел прочности может быть повышен до 400-450 Мн/м², при этом удлинение уменьшается до 2% , а электропроводность уменьшается на 1-3% . Последствия наклепа устраняются после отжига металла при 900-1000 К. Под действием нейтронного облучения (373 К, поток 5.1019 n/см2) предел текучести меди возрастает почти в 2,7 раза, сопротивление разрыву - в 1,26 раза, удлинение уменьшается в 1,35 раза. Отжиг наклепанной меди следует проводить при 600-700 °С. Небольшие примеси Bi (тысячные доли%) и Рb (сотые доли%) делают медь красноломкой, а примесь S вызывает хрупкость на холоде. Медь растворяет водород, который существенно ухудшает ее механические свойства ("водородная болезнь").