СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАЧАЛЬНОЙ СТЕПЕНИ РЕКРИСТАЛЛИЗАЦИИ Российский патент 2007 года по МПК G01N3/32 

Изобретение относится к области машиностроения и может использоваться при анализе и контроле технологичности листов тугоплавких металлов, имеющих волокнистую структуру, в частности молибденового сплава ЦМ2А. Согласно пункта 1.4 ТУ 48-4206-04-00 "Листы специальные из молибденового сплава марки ЦМ2А" листы должны поставляться и использоваться с нерекристаллизованной структурой. Такая структура обеспечивается технологией прокатки листов на последних переходах - теплокатанные с дорекристаллизационным отжигом. Волокнистая структура формируется по всему сечению листа (0,8 мм для листов ЦМ2А) и обеспечивает соответствующую конструктивную прочность деталей в изделиях электровакуумного производства (ЭВП). Однако волокнистая структура приводит к характерному недостатку листов - склонности к расслоению при штамповке деталей ЭВП.

Расслоение распространяется вдоль волокон, по их границам.

При этом механизм расслоения, его скорость и энергетическая потребность должны определяться состоянием металла приграничных зон волокон, наличием вторых фаз на границах волокон. В числе вторых фаз в листах сплава ЦМ2А могут быть карбиды, т.к. согласно ТУ 48-4206-04-00 в сплаве содержится углерод до 0,004% и карбидообразующие элементы титан и цирконий. Могут быть в числе вторых фаз и мелкие зерна молибдена, как начальные признаки рекристаллизации, которые выявляются в микроструктуре протравленного микрошлифа при увеличении гораздо большем, чем предусмотренные ТУ 48-4206-04-00 100 крат.

Запуская в производство ЭВП листы ЦМ2А на штамповку деталей технолог должен знать особенности структуры поступающих листов, признанных годными. Такая необходимость вызывается нестабильностью выхода годных при штамповке деталей ЭВП. Одним из информативных факторов структуры листов может быть степень развития округлых зерен - начальные признаки рекристаллизации, которые могут тормозить рост трещины - расслоения или, наоборот, облегчать рост трещины.

Кроме непосредственно контроля структуры на рекристаллизацию в ТУ 48-4206-04-00 предусмотрены косвенные методы ее контроля: прочности и пластичности при испытании на растяжение, выдавливания по Эриксену и твердости. При наличии полной рекристаллизации все эти показатели должны иметь низкие значения.

За прототип взят способ определения рекристаллизации по ТУ 48-4206-04-00.

Недостатки прототипа: предусмотренное увеличение микроскопа "100" не обеспечивает выявления начальных признаков рекристаллизации.

Задача изобретения: предложить способ выявления начальных признаков рекристаллизации и оценки степени их развития.

Задача решается тем, что устанавливают увеличение микроскопа 900-1000 в зоне волокон с цепочкой округлых зерен определяют микротвердость при нагрузке, обеспечивающей расположение отпечатков индентора одновременно по волокнам и зернам рекристаллизации, так же определяют микротвердость волокон без округлых зерен, сравнивают микротвердость двух анализируемых зон, наличие начальной степени рекристаллизации устанавливают по обнаружению округлых зерен и пониженной микротвердости зон волокон, имеющих скопление округлых зерен.

Технический результат внедрения изобретения заключается в возможности повышения выхода годных штамповок за счет оптимизации структуры листов как при их изготовлении, а также при дополнительном отжиге у потребителей.

Для реализации способа выполняют операции.

1. Изготавливают микрошлиф, протравливают его до выявления структуры волокон.

2. Устанавливают на микроскопе увеличение 900-1000.

3. Просматривают структуру волокон и пограничных с ними зон, выявляя округлые зерна и их скопления.

4. Отмечают эти зоны и зоны волокон без них.

5. Определяют микротвердость отмеченных зон.

6. Сравнивают микротвердость двух анализируемых зон и устанавливают наличие начальной степени рекристаллизации по наличию округлых зерен и пониженной микротвердости зон с ними.

Изобретение поясняется чертежами.

Фиг.1. Цепочки округлых зерен начальной рекристаллизации молибдена, ×900.

Фиг.2. Зависимость микротвердости зон скопления округлых зерен от степени их скопления.

Способ проверен практически на листах ЦМ2А толщиной 0,8 мм, поставляемых по ТУ 48-4206-04-00. После входного контроля на образцах с микрошлифами, на которых проверялась структура при увеличении 100 на соответствие техническим условиям, дополнительно структура определялась при увеличении 900. Обнаруженные цепочки микрозерен фотографировались - фиг.1. В зоне скопления таких зерен и на волокнах без них определяли микротвердость, которая равна соответственно 215 и 270 HV 0,2. По набору статистики построили график - фиг.2, где показано падение микротвердости от роста степени скопления округлых зерен, выраженной в баллах по трехбальной шкале (параметр "В балл"). Коэффициент парной линейной корреляции при этом значим и равен 0,76. Параметр В брали при многофакторном исследовании причин расслоения штамповок и выработки рекомендации по корректировке технических условий на листы, технологии их входного контроля и дополнительного отжига перед штамповкой деталей.

Изобретение может быть использовано в машиностроении, в электровакуумном производстве, при анализе и контроле технологичности листов тугоплавких металлов с волокнистой структурой, в частности листов сплава ЦМ2А. Сущность изобретения заключается в том, что при увеличении микроскопа 900-1000 обнаруживают округлые зерна и определяют потерю микротвердости волокон в местах скопления этих зерен. Техническим результатом является возможность повышения выхода годных штамповок за счет оптимизации микроструктуры, технологии производства листов и дополнительного отжига заготовок у потребителя перед штамповкой деталей. 2 ил.

Способ определения начальной степени рекристаллизации волокнистой структуры тугоплавких металлов, включающий подготовку микрошлифа, протравливание его для выявления волокон структуры и их границ, выбор увеличения микроскопа, оценку структуры на наличие округлых зерен рекристаллизации обработки, отличающийся тем, что устанавливают увеличение микроскопа 900-1000, в зоне волокон с цепочкой округлых зерен определяют микротвердость при нагрузке, обеспечивающей расположение отпечатков индентора одновременно по волокнам и зернам рекристаллизации, так же определяют микротвердость волокон без округлых зерен, сравнивают микротвердость двух анализируемых зон, наличие начальной степени рекристаллизации устанавливают по обнаружению округлых зерен и пониженной микротвердости зон волокон, имеющих скопление округлых зерен.