Способ выращивания металлических кристаллов Советский патент 1990 года по МПК C30B1/04 C30B29/02 

Изобретение относится к выращиванию кристаллов в твердом состоянии методом пластическая деформация - рекристаллизационный отжиг.

Целью изобретения является упрощение процесса и повышение его производительности.. Пример1. Горячекатанную полосу электротехнической стали толщиной 2,5 мм подвергают холодной прокатке с непрерывным изменением обжатия по ее длине, т.е. прокатке с непрерывным градиентом степени деформации, равным 0,12% мм. Из прокатанных полос вырезают заготовку, у которой толщина одного конца 0,44 мм, а другого 0,58 мм, и отжигают ее при 850 С 10 мин. Во время отжига в материале наблюдают протекание первичной рекристаллизации. Затем заготовку прокачивают вхолодную до толщины 0,35 мм по всей их длине. При этом фиксируют, что степень деформации заготовки от одного конца до другого непрерывно изменяется от 20 до 40%. Длину заготовки определяют равной 60 мм, градиент степени деформации фиксируют равным О,33%/мм, Даее заготовку отжигают при 10 мин в атмосфере, влажного водороа для обезуглероживания и первичной екристаллизации.,

После, проведен гх обработок получают заготовку с градиентом движущей силы вторичной рекристаллизации по длине.

На конце заготовки, где деформа- |Q цию определяют равной 40%, устанавливают, что вторичная рекристаллизация при часовой выдержке начинается при Т, 940°С, а скорость роста кристаллов при этой температуре рав- на 9 мм/ч, а на другом конце заготовки при Tj, 1020°С, а скорость роста кристаллитов 15 мм/ч. По определен- HbJM значениям температур и наименьшей скорости роста кристаллитов вы- 20 числяют скорость изменения температуры.

При окончательном рекристаллиза- ционном отжиге V 12 .град/ч. Заготовку нагревают до 1020 С со ско- 25 ростью 12 град/ч. По окончании отжига фиксируют, что заготовка приобрела монокристаллическую структуру.

П р и м е р 2; На заготовке из алюминия чистотой 99,99% размером JQ 50x5x1 мм прокаткой по учают градиент степени деформации, равный 0,14% мм вдоль длинной стороны. Фиксируют, что степень де(1юрмации одного конца равна 10%, при этом пература начала рекристаллизации- на нем равна , а на другом - 3% и соответственно. На двух контрольных образцах, деформированнъпс и отожженных, первый на 10% при 450 С Q 1 ч, вторьй на 3% при 1 ч, определяют наименьшую скорость роста кристаллитов, равную 0,5 см/ч. Вычисляют максимальную скорость нагрева, которую определяют равной 5 10 град/ч. Нагрев градиентно деформированной поликристаплической заготовки ведут со скоростью 9 град/ч в диапазоне температур 450-550 С. После отжига фиксируют, что заготов- ка приобрела монокристаллическую

структуру.

ПримерЗ, Заготовку из поликристаллической меди размером 25x15х хО,7 мм отжигают в температурном поле с градиентом 8 град/мм вдоль дл1гнной стороны в течение 2ч. Температ ру одного конца поддетшивают равной 750 С, другого . Затем заготовку прокатывают до толщины 0,35 мм. На контрольных образцах определяют температуру начала рекристаллизации -и скорости роста кристаллитов при этих температурах, устанавливают что температура начала рекристаллизации того конца, который отжигался в градиентном температурном поле при , составляет 900 С, другого конца заготовки 1050 С. Наименьшая скорость роста кристаллитов равна 0,5 см/ч. Вычислением определяют скорость нагрева, равную 15 град/ч. Отжиг заготовки ведут со скоростью нагрева 13. град/ч. Получают заготовку в виде монокристалла.

Таким образом предлагаемый способ по сравнению с известньм проще в исполнении, не требует использования громоздких контейнеров, что позволяет в одной и той же. печи обрабатывать большее количество заготовок одновременно. Формула изобретения

1.-Способ выращивания металлическ

кристаллов, включающий обработку по- Iликристаллических заготовок деформацией, промежуточные и окончательный ре кристаллизационные отжиги, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса и повышения его производительности, предварительно в заготовке создают градиент движущей силы процесса рекристаллизации, на контрольных образцах определяют температуры начала рекристаллизации в начальном Т„ и конечном Т,- участках заготовки и соответствующие им скорости роста., на этих участках, а окончательный рекристаллизационный о1«иг проводят при непрерывнс повы- шении температуры в диапазоне от Тц до Т(.со скоростью v, определяемой из выражения

Т,-Т«

f

где L - длина заготовки;

VP - наименьшая скорость роста кристаллитов в начальном и конечном участках заготовки соответственно при Т и Tf,.

2. Способ поп. 1отличаю- щ и и с я тем, что градиент движущей силы процесса рекристаллизации создают градиентом степени деформации .вдоль заготовки.

Изобретение относится к выращиванию кристаллов в твердом состоянии методом пластической деформации - рекристаллизационного отжига. Обеспечивает упрощение процесса и повышение его производительности. В заготовке деформацией и предварительным рекристаллизационным отжигом создают градиент движущейся силы процесса раскристаллизации, например деформацией с продольным градиентом степени деформации или предварительным рекристаллизационным отжигом с продольным градиентом температуры. На контрольных образцах определяют температуру начала рекристаллизации в начальном Т н и конечном Т к участках заготовки и соответствующие им скорости кристаллитов на этих участках. Окончательный рекристаллизационный отжиг заготовки проводят при непрерывном повышении температуры в диапазоне от Т н до Т к со скоростью V н, определяемой из выражения V н≤Т к-Т н/L .V р где L - длина заготовки, V р - наименьшая скорость роста кристаллитов в начальном и конечном участках заготовки соответственно при Т к и Т н. Достигают увеличения производительности процесса до 30%.