RU2068992C1 - Method of analysis of structures of metals and alloys - Google Patents
Method of analysis of structures of metals and alloys Download PDFInfo
- Publication number
- RU2068992C1 RU2068992C1 SU4932319A RU2068992C1 RU 2068992 C1 RU2068992 C1 RU 2068992C1 SU 4932319 A SU4932319 A SU 4932319A RU 2068992 C1 RU2068992 C1 RU 2068992C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- deformation
- technological operation
- zones
- technological
- size
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating And Analyzing Materials By Characteristic Methods (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам исследования структуры металлов и сплавов. Оно позволяет контролировать характеристики зоны пластической деформации после различных технологических операций обработки металлов и может быть использовано в разнообразных отраслях техники. The invention relates to methods for studying the structure of metals and alloys. It allows you to control the characteristics of the plastic deformation zone after various technological operations of metal processing and can be used in a variety of industries.
Известен способ анализа структуры металлов и сплавов /Геллер Ю.А. и др. Металловедение. Методы анализа, лабораторные работы и задачи. М. Металлургия, 1967, с. 45 49/, который включает технологическую операцию обработку давлением, изготовление шлифа и выявление волокнистой структуры, по которой судят о зоне пластической деформации, обусловленной технологической операцией. A known method of analyzing the structure of metals and alloys / Geller Yu.A. and other metal science. Methods of analysis, laboratory work and tasks. M. Metallurgy, 1967, p. 45 49 /, which includes the technological operation of pressure treatment, the manufacture of thin sections and the identification of the fibrous structure, which is used to judge the zone of plastic deformation due to the technological operation.
Известен также способ /авторское свидетельство СССР 1238870, G 01 N 1/28/, состоящий в том, что перед технологической операцией материал предварительно подвергают пластической деформации, затем изготовляют шлиф, выявляют волокнистую структуру и по изменению ориентации волокон судят о зоне пластической деформации, связанной с операцией. There is also known a method / USSR author's certificate 1238870, G 01 N 1/28 /, which consists in the fact that before the technological operation the material is subjected to plastic deformation beforehand, then a thin section is made, the fibrous structure is revealed and the change in fiber orientation is judged on the plastic deformation zone associated with with the operation.
Наиболее существенными недостатками обоих способов являются ограниченные возможности применения только для волокнистой структуры, которая формируется при достаточно больших степенях деформации, низкая точность оценки размера зоны деформации, связанной с технологической операцией, и невозможность выявления деформации вдоль направления волокон из-за отсутствия границ зоны. The most significant drawbacks of both methods are the limited applicability only for the fibrous structure, which is formed at sufficiently high degrees of deformation, the low accuracy of estimating the size of the deformation zone associated with the technological operation, and the inability to detect deformation along the direction of the fibers due to the absence of zone boundaries.
По общей совокупности признаков наиболее близким к заявляемому объекту является способ анализа структуры, описанный в /Горелик С.С. Рекристаллизация металлов и сплавов. М. Металлургия, 1967, с. 155 159/. Он включает технологическую операцию, рекристаллизационный отжиг, изготовление шлифов, выявление структуры и определение зоны пластической деформации, обусловленной технологической операцией, по калибровочной зависимости размера рекристаллизованного зерна от степени деформации для соответствующих температурно-временных параметров. According to the total set of features, the closest to the claimed object is the method of analysis of the structure described in / Gorelik S.S. Recrystallization of metals and alloys. M. Metallurgy, 1967, p. 155,159 /. It includes a technological operation, recrystallization annealing, manufacturing of thin sections, revealing the structure and determining the zone of plastic deformation caused by the technological operation by the calibration dependence of the size of the recrystallized grain on the degree of deformation for the corresponding temperature-time parameters.
Однако этот способ не позволяет выявить зоны докритической деформации после технологических операций, а также зоны предельной деформации, которым соответствует размер рекристаллизационного зерна, близкий к исходному. However, this method does not allow to identify the zone of subcritical deformation after technological operations, as well as the zone of ultimate deformation, which corresponds to the size of the recrystallization grain, close to the original.
Цель заявляемого объекта расширение возможностей контроля качества заготовок за счет выявления зон докритической деформации после различных технологических операций обработки, а также зон предельной деформации, которым соответствует размер рекристаллизованного зерна, близкий к исходному. The purpose of the claimed object is the expansion of the quality control capabilities of workpieces by identifying areas of subcritical deformation after various technological processing operations, as well as zones of ultimate deformation, which correspond to the size of the recrystallized grain, close to the original.
Поставленная цель достигается тем, что в способе анализа структуры металлов и сплавов, включающем технологическую операцию, рекристаллизационный отжиг, изготовление шлифов, выявление структуры и определение зоны пластической деформации, обусловленной технологической операцией, по калибровочной зависимости размера рекристаллизованного зерна от степени деформации для соответствующих температурно-временных параметров, материал деформируют перед технологической операцией на величину ε = εк+Δε,, где εк - критическая деформация, Δε величина, составляющая 0,5% после рекристаллизационного отжига по калибровочной зависимости определяют суммарную ступень eS деформации в зонах, а о деформациях, внесенных технологической операцией, судят по разности eΣ-ε, причем для операций, вызывающих предельные деформации, перед ними проводят предварительный рекристаллизационный отжиг.This goal is achieved by the fact that in the method of analyzing the structure of metals and alloys, including a technological operation, recrystallization annealing, manufacturing of sections, revealing the structure and determining the plastic deformation zone due to the technological operation, according to the calibration dependence of the size of the recrystallized grain on the degree of deformation for the corresponding temperature-time parameters, the material is deformed before the technological operation by ε = ε к + Δε, where ε к is the critical deformation, Δε led Jicin constituting 0.5% after recrystallization annealing on the calibration curve determined total step e S deformations in the zones, and the deformations included technological operation is judged from the difference e Σ -ε, wherein the operations for causing the limiting deformation is performed preliminary to them recrystallization annealing.
Анализ признаков заявляемого объекта, проведенный по имеющимся температурным источникам, свидетельствует о том, что данные отличительные признаки, обеспечивающие достижение поставленной цели, в известных решениях отсутствуют. Поэтому заявитель считает, что заявляемый объект соответствует критерию "существенные отличия". An analysis of the features of the claimed object, carried out according to the available temperature sources, indicates that these distinguishing features that ensure the achievement of the goal are absent in the known solutions. Therefore, the applicant believes that the claimed object meets the criterion of "significant differences".
Сущность предложенного способа иллюстрируется фигурами 1 4, на которых представлены калибровочная зависимость размера d рекристаллизованного зерна от степени e деформации /фиг.1/ и схемы: вдавливания индентора /фиг.2/ и выявленных структур после технологических операций вдавливания /фиг.3/ и вырубки отверстия /фиг.4/. The essence of the proposed method is illustrated by figures 1 to 4, which show the calibration dependence of the size d of the recrystallized grain on the degree of deformation e / Fig. 1/ and the scheme: indenter indentation / Fig. 2/ and the revealed structures after technological processes of indentation / Fig. 3/ and cutting holes / Fig. 4/.
Способ осуществляют следующим образом. Сначала строят калибровочную зависимость d = f(ε) при определенной выше порога рекристаллизации металла или сплава температуре отжига. The method is as follows. First, the calibration dependence d = f (ε) is constructed at the annealing temperature determined above the recrystallization threshold of the metal or alloy.
Затем деформируют заготовку на величину ε = εк+Δε,, где εк - критическая деформация, определенная по графику на фиг. 1, и Δε - деформация 0,5% Указанное значение De гарантирует получение после отжига крупнозернистой структуры с размером зерна, близким к максимальному, т.е. равномерного фона, на котором легко определить по зерну меньшего размера зону деформации, наведенную технологической операцией. В случае деформации, точно соответствующей величине eк,, из-за неравномерности ее распределения по объему заготовки возможно образование после отжига разнозернистой структуры с размерами зерен, отличающимися на порядок величины. На таком фоне невозможно определить зону пластической деформации, наведенную операцией. Для различных металлов и сплавов значение Δε может отличаться от 0,5% не более, чем в пределах точности определения или регистрации относительной деформации, т.е. в пределах ±0,1%
После этого проводят технологическую операцию, вызывающую деформацию меньше eк.. Затем осуществляют рекристаллизационный отжиг и после него приготовляют шлиф и выявляют структуру.Then, the workpiece is deformed by the amount ε = ε k + Δε ,, where ε k is the critical deformation defined by the graph in FIG. 1, and Δε is a deformation of 0.5%. The indicated value of De guarantees obtaining, after annealing, a coarse-grained structure with a grain size close to maximum, i.e. a uniform background on which it is easy to determine the deformation zone induced by the technological operation from the grain of a smaller size. In the case of deformation that exactly corresponds to the value of e k , due to the uneven distribution over the volume of the workpiece, it is possible to form a different-grain structure after annealing with grain sizes differing by an order of magnitude. Against this background, it is impossible to determine the zone of plastic deformation induced by the operation. For various metals and alloys, the Δε value can differ from 0.5% no more than within the limits of the accuracy of determining or recording the relative deformation, i.e. within ± 0.1%
After this, a technological operation is carried out, causing a deformation of less than e to .. Then, recrystallization annealing is carried out and after it a thin section is prepared and the structure is revealed.
Степень деформации в зоне, обусловленной операцией, определяют по сопоставлению средней величины d в выявленной зоне с калибровочной зависимостью при учете предварительной деформации ε заготовки. The degree of deformation in the zone caused by the operation is determined by comparing the average value of d in the identified zone with the calibration dependence, taking into account the preliminary deformation ε of the workpiece.
Перед операцией, вызывающей предельные деформации, которым соответствует величина d, соизмеримая с размером зерна заготовки в исходном состоянии, осуществляют предварительный рекристаллизационный отжиг. Before the operation, which causes ultimate strains, which correspond to the value of d, comparable with the grain size of the workpiece in the initial state, preliminary recrystallization annealing is carried out.
В этом случае заготовку пластически деформируют также на величину e. Затем проводят предварительный рекристаллизационный отжиг и за ним - технологическую операцию. После нее осуществляют еще один отжиг по тем же режимам, как и предварительный. В результате на травленом шлифе четко выявляется мелкозернистая зона деформации, обусловленная технологической операцией, на крупнозернистом фоне, операцией не затронутом. О степени пластической деформации в зоне и протяженности последней судят по сопоставлению величины d на различных участках этой зоны с соответствующей калибровочной кривой d = f(ε). In this case, the preform is also plastically deformed by e. Then a preliminary recrystallization annealing is carried out and after it a technological operation. After it, another annealing is carried out in the same modes as the preliminary one. As a result, a fine-grained zone of deformation due to a technological operation, against a coarse-grained background, an operation not affected, is clearly identified on the etched thin section. The degree of plastic deformation in the zone and the length of the latter are judged by comparing the value of d in different parts of this zone with the corresponding calibration curve d = f (ε).
П р и м е р 1. Для выявления зоны пластической деформации, обусловленной технологической операцией, использовали листовую заготовку алюминиевого сплава АМг6. Калибровочная зависимость среднего размера рекристаллизованного зерна от степени пластической деформации этого сплава была получена после отжига при температуре 450oC в течение двух часов /см. фиг. 1/. Величина εк критической деформации, как видно из фиг. 1, составила 4,6%
Сначала выбранную заготовку подвергали пластической деформации на величину εк + 0,5% В данном случае величина пластической деформации составила ε 5,1%
Затем осуществляли вдавливание по схеме фиг. 2, на которой показаны толщина листа и форма отпечатка индентора. Потом выполняли рекристаллизационный отжиг при температуре 450oC в течение 2-х часов. Дальше участок заготовки с противоположной отпечатку индентора стороны листа травили для выявления структуры. Далее, сопоставляя средние размеры зерен в выявленных структурных участках /областях с близкими размерами зерен/ см. фиг. 3 с калибровочной зависимостью, получили суммарную степень eS деформации. Так, для участка "г" средний размер зерен составил 
П р и м е р 2. В случае, когда технологическая операция приводит к предельным деформациям, заготовку из того же полуфабриката сплава АМг6 после деформации на величину εк + 0,5% подвергали предварительному рекристаллизационному отжигу в течение двух часов при температуре 450oC.PRI me R 1. To identify the zone of plastic deformation due to the technological operation, used sheet blank aluminum alloy AMg6. The calibration dependence of the average size of the recrystallized grain on the degree of plastic deformation of this alloy was obtained after annealing at a temperature of 450 o C for two hours / cm FIG. 1/. The value ε of the critical strain, as can be seen from FIG. 1, accounted for 4.6%
First, the selected workpiece was subjected to plastic deformation by ε k + 0.5%. In this case, the value of plastic deformation was ε 5.1%
Then, indentation was carried out according to the scheme of FIG. 2, which shows the thickness of the sheet and the shape of the print of the indenter. Then recrystallization annealing was performed at a temperature of 450 ° C. for 2 hours. Further, the portion of the workpiece from the opposite side of the indenter imprint of the sheet was etched to reveal the structure. Further, comparing the average grain sizes in the identified structural regions / regions with similar grain sizes / see FIG. 3 with a calibration dependence, we obtained the total degree of strain e S. So, for the plot "g" the average grain size was
PRI me
Затем выполняли технологическую операцию вырубку отверстия. Далее заготовку отжигали при температуре 450oC два часа и травили шлиф для выявления структуры. Средний размер зерна на участках зоны деформации определяли по выявленной структуре см. фиг. 4 и из соответствующей калибровочной зависимости d = f(ε) находили величину деформации на любом участке зоны.Then, a technological operation was performed by cutting a hole. Next, the preform was annealed at a temperature of 450 o C for two hours and etched thin section to identify the structure. The average grain size in the areas of the deformation zone was determined by the revealed structure, see Fig. 4 and from the corresponding calibration dependence d = f (ε), the strain value was found in any part of the zone.
Таким образом, заявляемый способ анализа структуры металлов и сплавов расширяет возможности контроля качества заготовок за счет выявления зон докритической деформации после различных операций обработки, а также зон предельной деформации, которым соответствует размер рекристаллизованного зерна, близкий к исходному. ЫЫЫ1 ЫЫЫ2 ЫЫЫ3 Thus, the claimed method of analysis of the structure of metals and alloys expands the quality control of the workpiece by identifying areas of subcritical deformation after various processing operations, as well as zones of ultimate deformation, which correspond to the size of the recrystallized grain, close to the original. YYY1 YYY2 YYY3
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU4932319 RU2068992C1 (en) | 1991-04-29 | 1991-04-29 | Method of analysis of structures of metals and alloys |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU4932319 RU2068992C1 (en) | 1991-04-29 | 1991-04-29 | Method of analysis of structures of metals and alloys |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2068992C1 true RU2068992C1 (en) | 1996-11-10 |
Family
ID=21572441
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU4932319 RU2068992C1 (en) | 1991-04-29 | 1991-04-29 | Method of analysis of structures of metals and alloys |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2068992C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2516391C1 (en) * | 2012-12-07 | 2014-05-20 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" | Method to determine area of plastic deformation under fracture in sample |
-
1991
- 1991-04-29 RU SU4932319 patent/RU2068992C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 1. Геллер Ц.А. и др. Металловедение. Методы анализа, лабораторные работы и задачи. 2. Авторское свидетельство СССР № 1238870, кл. G 01 N 1/28,1985. 3. Горелик С.С. Рекристаллизация металлов и сплавов.- М.: Металлургия, 1967, с.155 - 159. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2516391C1 (en) * | 2012-12-07 | 2014-05-20 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" | Method to determine area of plastic deformation under fracture in sample |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4814851B2 (en) | Estimation method of stretch flange crack in thin plate press forming simulation | |
| Bae et al. | Cavity growth during superplastic flow in an Al–Mg alloy: I. Experimental study | |
| Duan et al. | Influence of forming parameters on static recrystallization behaviour during hot rolling aluminium alloy 5083 | |
| Gamin et al. | Influence of radial-shear rolling conditions on the metal consumption rate and properties of D16 aluminum alloy rods | |
| RU2068992C1 (en) | Method of analysis of structures of metals and alloys | |
| Deng et al. | Influence of material modeling on simulation accuracy of aluminum stampings | |
| Kim et al. | Prediction of shear fracture in multi-stage deep drawing process including ironing process for Al3003 sheet | |
| Davies et al. | Formability investigation of aluminum extrusions under hydroforming conditions | |
| Dariani et al. | Finding the optimum Hill index in the determination of the forming limit diagram | |
| Bertinetti et al. | How strain-rate sensitivity creates two forming-limit diagrams: bragard-type versus instability-strain, correlation-coefficient-based temporal curves | |
| Hilditch et al. | Development of the sheared edge in the trimming of steel and light metal sheet: Part 2—Mechanisms and modeling | |
| KR100402923B1 (en) | Measurement process for determining the biaxial deformation behavior of metal materials, particularly sheet metal | |
| de Almeida et al. | Evaluation of the formability of 90/10 brass produced by different casting processes and investigation of the effect of Forming Limit Diagram determination procedure | |
| Dieter | Bulk workability testing | |
| Mulidrán et al. | RESEARCH PAPER THE EFFECT OF MATERIAL MODELS IN THE FEM SIMULATION ON THE SPRINGBACK PREDICTION OF THE TRIP STEEL | |
| Sivam et al. | Enhancing the mechanical properties and formability of cold rolled closed annealed sheet for automobile applications | |
| Papazian | The effects of warm working on aluminum alloy 7075-T651 | |
| Prakash et al. | Numerical simulation of warm deep drawing incorporating strain rate effect in sheet material properties | |
| EP4134183A1 (en) | Method for identifying constriction limit strain of metal plate | |
| Kawalla et al. | An empirical examination of the thickness profile formation of twin-roll-cast magnesium strips | |
| Singh et al. | Experimental investigation and optimization of coefficient of friction of brass sheet metal using Taguchi technique | |
| Kotkunde et al. | Analysis of Forming Limit Diagram for Ti-6Al-4 V Alloy | |
| RU2712776C1 (en) | Method of estimating mechanical characteristics of deformed metal objects | |
| Schey et al. | Development of new workability test techniques | |
| Sheng | A temperature and time dependent forming limit surface for sheet metal forming at elevated temperatures |