Влияние параметров термомеханической обработки биметаллов Cu-Al на их структурно-фазовое состояние
Приведены результаты экспериментальных исследований различных температурно-деформационных схем получения полос и лент из биметалла медь-алюминий и описание эволюции их структурно-фазового состояния. Сформулированы рекомендации относительно выбора рациональных вариантов теплой и холодной раскатки бим...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Вопросы атомной науки и техники |
|---|---|
| Дата: | 2007 |
| Автори: | , , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України
2007
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/110642 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Влияние параметров термомеханической обработки биметаллов Cu-Al на их структурно-фазовое состояние / В.Н. Воеводин, Ю.Н. Ильченко, Ю.С. Диденко, С.Ю. Диденко, Н.И. Ильченко, Н.Д. Рыбальченко // Вопросы атомной науки и техники. — 2007. — № 6. — С. 139-141. — Бібліогр.: 2 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860032194187100160 |
|---|---|
| author | Воеводин, В.Н. Ильченко, Ю.Н. Диденко, Ю.С. Диденко, С.Ю. Ильченко, Н.И. Рыбальченко, Н.Д. |
| author_facet | Воеводин, В.Н. Ильченко, Ю.Н. Диденко, Ю.С. Диденко, С.Ю. Ильченко, Н.И. Рыбальченко, Н.Д. |
| citation_txt | Влияние параметров термомеханической обработки биметаллов Cu-Al на их структурно-фазовое состояние / В.Н. Воеводин, Ю.Н. Ильченко, Ю.С. Диденко, С.Ю. Диденко, Н.И. Ильченко, Н.Д. Рыбальченко // Вопросы атомной науки и техники. — 2007. — № 6. — С. 139-141. — Бібліогр.: 2 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Вопросы атомной науки и техники |
| description | Приведены результаты экспериментальных исследований различных температурно-деформационных схем получения полос и лент из биметалла медь-алюминий и описание эволюции их структурно-фазового состояния. Сформулированы рекомендации относительно выбора рациональных вариантов теплой и холодной раскатки биметаллических заготовок.
Наведено результати експериментальних досліджень різних температурно-деформаційних схем отримання полос і стрічок із біметалу мідь-алюміній та опис еволюції їх структурно-фазового стану. Сформульовано рекомендації щодо вибору раціональних варіантів теплої і холодної розкатки біметалевих заготівок.
The results of experimental researches of various temperature-deformation schemes of reception of strips and tapes from bimetal copper-aluminum and the description of evolution of their structural-phase condition are described. Recommendations concerning rational variants of warm and cold rolling of bimetallic preparations are formulated.
|
| first_indexed | 2025-12-07T16:52:30Z |
| format | Article |
| fulltext |
УДК 669.018.45
ВЛИЯНИЕ ПАРАМЕТРОВ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ
БИМЕТАЛЛОВ Cu-Al НА ИХ СТРУКТУРНО-ФАЗОВОЕ СОСТОЯНИЕ
В.Н. Воеводин, Ю.Н. Ильченко, Ю.С. Диденко, С.Ю. Диденко, Н.И. Ильченко,
Н.Д. Рыбальченко
Национальный научный центр «Харьковский физико-технический институт»,
г. Харьков, Украина
Приведены результаты экспериментальных исследований различных температурно-деформационных
схем получения полос и лент из биметалла медь-алюминий и описание эволюции их структурно-фазового
состояния. Сформулированы рекомендации относительно выбора рациональных вариантов теплой и
холодной раскатки биметаллических заготовок.
Биметаллы медь-алюминий с каждым годом
находят все более широкое применение в различных
отраслях промышленности – от изготовления
микроэлектронных устройств и электротехнических
изделий до производства кухонной посуды.
Свойства биметаллов и функциональные
характеристики изделий из этих материалов
однозначно определяются их структурой и фазовым
составом, которые изменяются в процессе
длительного воздействия термического нагружения.
Следовательно, изучение особенностей эволюции
структурно-фазового состояния биметаллов в
зависимости от параметров внешнего теплового и
механического нагружения имеет важное
практическое значение.
При повышенных температурах в биметалле
протекают процессы структурной трансформации
двух различных типов: рекристаллизация слоев
биметалла и образование интерметаллидных
соединений на границе раздела этих слоев [1]. Эту
интерметаллидную прослойку следует
рассматривать как самостоятельный третий
компонент биметалла со свойствами, резко
отличающимися от свойств основных компонентов.
Поэтому, даже при сравнительно небольшой
толщине этого компонента, его вклад в
характеристики биметалла в целом может быть
весьма существенным. Так, постепенное
возрастание его объемной доли в биметалле
приводит к увеличению электрического и
термического сопротивления при переходе от
одного основного слоя биметалла к другому,
снижению прочности и возрастанию хрупкости
соединения этих слоев, а также к развитию ряда
других нежелательных эффектов (рис. 1). Иными
словами, в условиях длительного термического
нагружения наблюдается деградация основных
функциональных свойств биметалла.
а б
Рис. 1. Слои интерметаллидных фаз, образующиеся в биметалле Cu-Al
в процессе его отжига при 500 ºС (увелич. х 500): а – в течение 23 ч, толщина слоя интерметаллидов
44 мкм; б – в течение 60 ч, толщина слоя интерметаллидов 67 мкм
Твердофазное реакционное взаимодействие
основных слоев биметалла является диффузионно-
контролируемым процессом, который начинается с
момента установления металлургической связи
между его слоями. Следовательно, всякое
нагревание биметалла как в процессе его
изготовления и переработки в готовое изделие, так и
в процессе эксплуатации биметаллического изделия
неизбежно приводит к стимулированию
реакционного взаимодействия меди и алюминия.
_________________________________________________________________________________
ВОПРОСЫ АТОМНОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ. 2007. № 6.
Серия: Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение (91), с. 139-141.
139
Толщина слоя интерметаллидных фаз,
присутствующих в биметалле в каждый данный
момент времени, определяется всей историей
предшествующего теплового нагружения и его
конкретными температурно-временными
параметрами. Поэтому очень важно, чтобы в
процессе изготовления биметалла длительность и
интенсивность теплового воздействия на него были
бы минимальны.
В процессе изготовления биметаллических полос
Cu-Al с использованием метода горячей прокатки в
вакууме (метода ГПВ) есть два этапа, на
протяжении которых температура биметалла
значительно превышает комнатную. Первый –
остывание толстой (10…15 мм) сваренной заготовки
от температуры прокатки (около 300 ºС) до
нормальной температуры. Длительность этого этапа
не превышает 15 мин и может быть уменьшена до 5
мин в результате применения различных способов
принудительного ускоренного охлаждения.
Металлографический анализ микроструктуры
переходной зоны толстых биметаллических
заготовок после сварки по методу ГПВ слоев меди и
алюминия не выявил наличия интерметаллидов на
границе раздела этих слоев (рис. 2).
Рис. 2. Микроструктура переходной зоны
между слоями меди (слева) и алюминия
(справа) после сварки их по методу ГПВ
(увелич. х 500)
Такие заготовки используют в основном для
изготовления биметаллических переходных пластин
электротехнического назначения (рис. 3).
Рис. 3. Переходные пластины (вверху) и
промежуточные шайбы (внизу),
изготовленные из биметалла медь-алюминий
Применение переходных пластин при
выполнении механического соединения медных
проводников с алюминиевыми предотвращает
развитие контактной электрохимической коррозии
этих проводников и вследствие этого обеспечивает
стабильно низкое переходное сопротивление в
соединительном узле.
Таким образом, экспериментально подобранные
нами параметры процесса получения толстых
биметаллических плит [2], который включает
одноэтапное термическое воздействие на биметалл
(остывание после сварки по методу ГПВ),
гарантированно обеспечивает отсутствие
интерметаллидных прослоек на границе раздела
слоев биметалла.
В практике изготовления различных
биметаллических изделий широко используются
наряду с толстыми плитами также и тонкие (1…3
мм) полосы и ленты. Следует отметить, что наш
опыт в области изготовления различных видов
биметаллического проката свидетельствует о том,
что для изготовления сравнительно тонких полос
применять одностадийную технологическую схему
(только сварка вакуумной прокаткой) не
эффективно. Более рациональной является
двухстадийная схема: получение по методу ГПВ
толстых плит из биметалла заданного состава и
последующая теплая/холодная раскатка их на
атмосфере в ленту нужной толщины.
Нами экспериментально изучено два варианта
двухстадийной схемы изготовления тонких полос и
лент из биметалла Cu-Al. Первый вариант включал
ускоренный индукционный подогрев подката между
проходами до температуры 100…300 ºС и
последующую теплую прокатку. По второму
варианту использовали холодную прокатку с
промежуточными отжигами подката при
температуре 200…400 ºС различной длительности.
Критериями приемлемости (неприемлемости) того
или иного технологического параметра каждого из
опробованных вариантов являлись отсутствие
(наличие) расслоев подката в процессе реализации
этого варианта, а также его производительность:
небольшое (большое) число проходов, которые
необходимы для получения ленты заданной
толщины, и приемлемая (неприемлемая) общая
длительность цикла раскатки.
Результаты исследований микроструктуры
образцов биметалла после их термомеханической
обработки по различным режимам позволили
установить связь между частотой образования
расслоев подката и структурно-фазовым состоянием
компонентов биметалла. Установлено, что
образованию расслоев способствуют два основных
фактора: наличие в биметалле толстых
интерметаллидных прослоек и высокая степень
деформационного упрочнения (наклепа) слоев меди
и алюминия на предшествующих этапах раскатки
биметалла.
140
Примененный нами при теплой раскатке
ускоренный подогрев подката до температуры не
более 300 ºС позволяет избежать как чрезмерного
увеличения толщины слоя интерметаллидов, так и
интенсивного наклепа. Поэтому теплая раскатка с
суммарным обжатием более 50 % происходила
более успешно, чем холодная. Вместе с тем,
холодной раскаткой можно получить
биметаллические ленты толщиной 0,5…1 мм из
толстых заготовок, применяя 1–2 промежуточных
отжига при температуре не более 300 ºС в течение
30…60 мин.
Обобщая большой массив экспериментальных
данных об особенностях раскатки заготовок из
биметалла Cu-Al, можно сформулировать
следующие практически значимые рекомендации:
- для получения полос толщиной более 3 мм
следует применять теплую раскатку заготовок
толщиной 10…15 мм;
- для получения лент толщиной менее 3 мм
следует применять холодную раскатку полос
толщиной 4…5 мм с промежуточными отжигами
после доведения суммарной холодной деформации
до уровня 50…60 %.
ЛИТЕРАТУРА
1. Л.Н. Лариков, В.Р. Рябов, В.М. Фальченко.
Диффузионные процессы в твердой фазе при сварке.
М.: Машиностроение, 1975, 188 с.
2. Н.И. Ильченко, С.Ю. Диденко, И.М.
Неклюдов. Получение по методу горячей прокатки в
вакууме толстых плит из биметалла медь-алюминий
// Вопросы атомной науки и техники. 2002, № 6,
с. 160–161.
ВПЛИВ ПАРАМЕТРІВ ТЕРМОМЕХАНІЧНОЇ ОБРОБКИ БІМЕТАЛІВ Cu-Al
НА ЇХ СТРУКТУРНО-ФАЗОВИЙ СТАН
В.М. Воєводін, Ю.М. Ільченко, Ю.С. Діденко, С.Ю. Діденко, М.І. Ільченко, Н.Д. Рибальченко
Наведено результати експериментальних досліджень різних температурно-деформаційних схем отримання полос і
стрічок із біметалу мідь-алюміній та опис еволюції їх структурно-фазового стану. Сформульовано рекомендації щодо
вибору раціональних варіантів теплої і холодної розкатки біметалевих заготівок.
THE INFLUENCE OF THE PARAMETERS OF THERMOMECHANICAL TREATMENT
ON STRUCTURAL-PHASE CONDITION OF BIMETALS Cu-Al
V.М. Voyevodin, Yu.M. Ilchenko, Yu.S. Dihdenko, S.Yu. Dihdenko, M.I. Ilchenko, N.D. Rybal’chenko
The results of experimental researches of various temperature-deformation schemes of reception of strips and tapes from bi-
metal copper-aluminum and the description of evolution of their structural-phase condition are described. Recommendations
concerning rational variants of warm and cold rolling of bimetallic preparations are formulated.
141
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-110642 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1562-6016 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T16:52:30Z |
| publishDate | 2007 |
| publisher | Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Воеводин, В.Н. Ильченко, Ю.Н. Диденко, Ю.С. Диденко, С.Ю. Ильченко, Н.И. Рыбальченко, Н.Д. 2017-01-05T19:43:46Z 2017-01-05T19:43:46Z 2007 Влияние параметров термомеханической обработки биметаллов Cu-Al на их структурно-фазовое состояние / В.Н. Воеводин, Ю.Н. Ильченко, Ю.С. Диденко, С.Ю. Диденко, Н.И. Ильченко, Н.Д. Рыбальченко // Вопросы атомной науки и техники. — 2007. — № 6. — С. 139-141. — Бібліогр.: 2 назв. — рос. 1562-6016 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/110642 669.018.45 Приведены результаты экспериментальных исследований различных температурно-деформационных схем получения полос и лент из биметалла медь-алюминий и описание эволюции их структурно-фазового состояния. Сформулированы рекомендации относительно выбора рациональных вариантов теплой и холодной раскатки биметаллических заготовок. Наведено результати експериментальних досліджень різних температурно-деформаційних схем отримання полос і стрічок із біметалу мідь-алюміній та опис еволюції їх структурно-фазового стану. Сформульовано рекомендації щодо вибору раціональних варіантів теплої і холодної розкатки біметалевих заготівок. The results of experimental researches of various temperature-deformation schemes of reception of strips and tapes from bimetal copper-aluminum and the description of evolution of their structural-phase condition are described. Recommendations concerning rational variants of warm and cold rolling of bimetallic preparations are formulated. ru Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України Вопросы атомной науки и техники Физика радиационных и ионно-плазменных технологий Влияние параметров термомеханической обработки биметаллов Cu-Al на их структурно-фазовое состояние Вплив параметрів термомеханічної обробки біметалів Cu-Al на їх структурно-фазовий стан The influence of the parameters of thermomechanical treatment on structural-phase condition of bimetals Cu-Al Article published earlier |
| spellingShingle | Влияние параметров термомеханической обработки биметаллов Cu-Al на их структурно-фазовое состояние Воеводин, В.Н. Ильченко, Ю.Н. Диденко, Ю.С. Диденко, С.Ю. Ильченко, Н.И. Рыбальченко, Н.Д. Физика радиационных и ионно-плазменных технологий |
| title | Влияние параметров термомеханической обработки биметаллов Cu-Al на их структурно-фазовое состояние |
| title_alt | Вплив параметрів термомеханічної обробки біметалів Cu-Al на їх структурно-фазовий стан The influence of the parameters of thermomechanical treatment on structural-phase condition of bimetals Cu-Al |
| title_full | Влияние параметров термомеханической обработки биметаллов Cu-Al на их структурно-фазовое состояние |
| title_fullStr | Влияние параметров термомеханической обработки биметаллов Cu-Al на их структурно-фазовое состояние |
| title_full_unstemmed | Влияние параметров термомеханической обработки биметаллов Cu-Al на их структурно-фазовое состояние |
| title_short | Влияние параметров термомеханической обработки биметаллов Cu-Al на их структурно-фазовое состояние |
| title_sort | влияние параметров термомеханической обработки биметаллов cu-al на их структурно-фазовое состояние |
| topic | Физика радиационных и ионно-плазменных технологий |
| topic_facet | Физика радиационных и ионно-плазменных технологий |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/110642 |
| work_keys_str_mv | AT voevodinvn vliânieparametrovtermomehaničeskoiobrabotkibimetallovcualnaihstrukturnofazovoesostoânie AT ilʹčenkoûn vliânieparametrovtermomehaničeskoiobrabotkibimetallovcualnaihstrukturnofazovoesostoânie AT didenkoûs vliânieparametrovtermomehaničeskoiobrabotkibimetallovcualnaihstrukturnofazovoesostoânie AT didenkosû vliânieparametrovtermomehaničeskoiobrabotkibimetallovcualnaihstrukturnofazovoesostoânie AT ilʹčenkoni vliânieparametrovtermomehaničeskoiobrabotkibimetallovcualnaihstrukturnofazovoesostoânie AT rybalʹčenkond vliânieparametrovtermomehaničeskoiobrabotkibimetallovcualnaihstrukturnofazovoesostoânie AT voevodinvn vplivparametrívtermomehaníčnoíobrobkibímetalívcualnaíhstrukturnofazoviistan AT ilʹčenkoûn vplivparametrívtermomehaníčnoíobrobkibímetalívcualnaíhstrukturnofazoviistan AT didenkoûs vplivparametrívtermomehaníčnoíobrobkibímetalívcualnaíhstrukturnofazoviistan AT didenkosû vplivparametrívtermomehaníčnoíobrobkibímetalívcualnaíhstrukturnofazoviistan AT ilʹčenkoni vplivparametrívtermomehaníčnoíobrobkibímetalívcualnaíhstrukturnofazoviistan AT rybalʹčenkond vplivparametrívtermomehaníčnoíobrobkibímetalívcualnaíhstrukturnofazoviistan AT voevodinvn theinfluenceoftheparametersofthermomechanicaltreatmentonstructuralphaseconditionofbimetalscual AT ilʹčenkoûn theinfluenceoftheparametersofthermomechanicaltreatmentonstructuralphaseconditionofbimetalscual AT didenkoûs theinfluenceoftheparametersofthermomechanicaltreatmentonstructuralphaseconditionofbimetalscual AT didenkosû theinfluenceoftheparametersofthermomechanicaltreatmentonstructuralphaseconditionofbimetalscual AT ilʹčenkoni theinfluenceoftheparametersofthermomechanicaltreatmentonstructuralphaseconditionofbimetalscual AT rybalʹčenkond theinfluenceoftheparametersofthermomechanicaltreatmentonstructuralphaseconditionofbimetalscual |