RU2688005C1 - Method of deformation-thermal treatment of low-alloyed copper alloys - Google Patents
Method of deformation-thermal treatment of low-alloyed copper alloys Download PDFInfo
- Publication number
- RU2688005C1 RU2688005C1 RU2018144612A RU2018144612A RU2688005C1 RU 2688005 C1 RU2688005 C1 RU 2688005C1 RU 2018144612 A RU2018144612 A RU 2018144612A RU 2018144612 A RU2018144612 A RU 2018144612A RU 2688005 C1 RU2688005 C1 RU 2688005C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- deformation
- temperature
- copper alloys
- room temperature
- true
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/08—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of copper or alloys based thereon
Abstract
Description
Изобретение относится к области металлургии, в частности к деформационно-термической обработке (ДТО) медных сплавов, предназначенных для контактной сети высокоскоростного железнодорожного транспорта.The invention relates to the field of metallurgy, in particular to the deformation-heat treatment (DTO) of copper alloys intended for the contact network of high-speed rail transport.
Повышение скорости движения поездов требует повышение силы натяжения контактного провода, следовательно, к контактному проводу для скоростных железнодорожных магистралей предъявляют требования повышенной прочности. Кроме того, материал для контактного провода должен обладать высокой электропроводностью для минимизации энергетических потерь. Для обеспечения надежной работы железнодорожного транспорта, сокращения травматизма при монтаже необходимо производить неразрывный контактный провод длиной 1500-1600 м. Следует отметить, что в процессе эксплуатации контактный провод постоянно подвергается нагревам, поэтому материал провода должен характеризоваться хорошей термостойкостью (Гершман И.С., Миронос Н.В. Требования к контактным проводам для высокоскоростного железнодорожного транспорта // Вестник научно-исследовательского института железнодорожного транспорта. – 2011. – № 3. – с. 13–17; Берент В.Я. Материалы и свойства электрических контактов в устройствах железнодорожного транспорта. Москва: Интекст, 2005. 408 с.). Данные требования к контактному проводу обуславливают необходимость реализации специфического технологического процесса и особых видов технологий деформационно-термической обработки медных сплавов, которые бы обеспечивали повышенную прочность, электропроводность и технологичность процесса производства. Под технологичностью в данном случае понимается способность производить контактный провод строительной длинной более 1500 м с высоким качеством поверхности провода.Increasing the speed of trains requires an increase in the tension force of the contact wire, therefore, to the contact wire for high-speed rail lines make increased demands. In addition, the material for the contact wire must have a high electrical conductivity to minimize energy loss. To ensure reliable operation of railway transport, reduce injuries during installation, it is necessary to produce an indissoluble contact wire with a length of 1500-1600 m. It should be noted that during operation the contact wire is constantly exposed to heat, therefore the wire material should have good heat resistance (Gershman IS, Mironos NV Requirements for contact wires for high-speed rail transport // Bulletin of the Research Institute of Railway Transport. - 2011. - № 3. . 13-17; Berent VJ Materials and properties of electrical contacts in devices of railway transport Moscow: Intekst, 2005, 408)... These requirements for the contact wire necessitate the implementation of a specific technological process and special types of technologies for the deformation-thermal treatment of copper alloys, which would provide increased strength, electrical conductivity and manufacturability of the production process. Technological effectiveness in this case refers to the ability to produce contact wire with a construction length of more than 1500 m with a high quality of the wire surface.
На сегодняшний день установлено, что высокую прочность в медных материалах можно получить с помощью формирования в ультрамелкозернистой (УМЗ) структуры с повышенной плотностью дислокаций. При этом для сохранения высокой электропроводности медных сплавов необходимо использовать низколегированные деформационно-упрочняемые и термо-упрочняемые медные сплавы. В деформационно-упрочняемых сплавах высокая прочность достигается за счет эффективного зернограничного и дислокационного упрочнения при воздействии больших деформаций. В термо-упрочняемых сплавах высокую прочность помимо указанных выше механизмов упрочнения обеспечивает дисперсионное упрочнение мелкими частицами вторых фаз, которые выделяются в процессе отжига. Самым эффективным способом формирования УМЗ структуры являются интенсивная пластическая деформация. Такие методы, как равноканальное угловое прессование (РКУП), кручение под высоким давлением, аккумулированная прокатка, позволяют создать в материалах УМЗ структуры с размером структурных элементов 0,2-1 мкм и накопить высокую плотность дислокаций порядка 1014-1015 м-2, что обеспечивает высокую прочность таких сплавов (Murashkin M.Y. et al. Nanostructured Al and Cu alloys with superior strength and electrical conductivity // J. Mater. Sci. – 2016. – Vol. 51, № 1. – P. 33–49; Валиев Р.З., Александров И.В. Объемные наноструктурные металлические материалы: получение, структура, свойства. Москва: ИКЦ “Академкнига,” 2007. 398 с.; Zhilyaev, A. P. Grain refinement kinetics and strengthening mechanisms in Cu–0.3 Cr–0.5 Zr alloy subjected to intense plastic deformation / Zhilyaev A.P., Shakhova I., Morozova A., Belyakov A., Kaibyshev R. // Materials Science and Engineering: A. – 2016. – Т. 654. – С. 131-142.; Watanabe C., Monzen R., Tazaki K. Mechanical properties of Cu-Cr system alloys with and without Zr and Ag // J. Mater. Sci. – 2008. – Vol. 43, № 3. – P. 813–819; Purcek G. et al. Influence of high pressure torsion-induced grain refinement and subsequent aging on tribological properties of Cu-Cr-Zr alloy // J. Alloys Compd. – 2018. – Vol. 742. – P. 325–333). Однако данные методы пригодны для деформации лабораторных образцов и не подходят для производства длинномерного провода. To date, it has been established that high strength in copper materials can be obtained by forming in an ultrafine-grained (UFG) structure with a higher dislocation density. At the same time, in order to maintain high electrical conductivity of copper alloys, it is necessary to use low-alloyed strain-hardened and thermo-hardened copper alloys. In strain-hardened alloys, high strength is achieved due to effective grain-boundary and dislocation hardening under the effect of large strains. In thermo-hardened alloys, high strength in addition to the above hardening mechanisms provides dispersion hardening with fine particles of the second phases, which are released during the annealing process. Intense plastic deformation is the most effective way of forming the UMP structure. Such methods as equal-channel angular pressing (ECAP), high-pressure torsion, accumulated rolling allow creating structures with a size of 0.2-1 μm structural elements in UMZ materials and accumulating a high dislocation density on the order of 10 14 -10 15 m -2 , which provides high strength of such alloys (Murashkin MY et al. Nanostructured Al and Cu alloys with superior strength and electrical conductivity // J. Mater. Sci. - 2016. - Vol. 51, No. 1. - P. 33–49; Valiev R.Z., Aleksandrov I.V. Bulk nanostructured metallic materials: production, structure, properties. Moscow: ICC Academknig , 2007. 398 pp. Cyl – 0.5 Cr – 0.5 Cr –0.5 Cr – 0.5Ar, AP, Shakhova I., Morozova A., Belyakov A., Kaibyshev R. // Materials Science and Engineering: A. - 2016. - V. 654. - P. 131-142; Watanabe C., Monzen R., Tazaki K. Mechanical properties of Cu-Cr // J. Mater. Sci. - 2008. - Vol. 43, No. 3. - P. 813–819; Purcek G. et al. Influence of the Cu – Cr – Zr alloy — a torsion-induced grain grain — // J. Alloys Compd. - 2018. - Vol. 742. pp. 325–333). However, these methods are suitable for deformation of laboratory samples and are not suitable for the production of long wires.
Большое число исследований сфокусировано на деформационной обработке методом РКУП, которая реализуется на промышленных предприятиях в модификации РКУП-Конформ (непрерывном РКУП), позволяющей производить длинномерные заготовки (Рааб Г.И., Валиев Р.З. Равноканальное угловое прессование по схеме “Конформ” длинномерных наноструктурных полуфабрикатов из титана // Кузнечно-штамповое производство. Обработка металлов давлением. – 2008. –Т. 1. – с. 21–27; Нестеров К.М., Исламгалиев Р.К., Валиев Р.З. Прочность и электропроводность ультрамелкозернистого медного сплава системы Cu–Cr // Вестник УГАТУ Машиностроение. – 2012. – Т. 16, № 8 (53). – с. 110–117). Из уровня техники известны патенты, в которых деформационную обработку предлагается проводить с использованием процесса РКУП совместно со старением (патент РФ №2424861 С1, от 15.03.2010, Способ изготовления холоднокатаной фольги для гибких печатных плат из меди и медных сплавов; патент РФ №2585606 С1, от 28.11.2014, Способ обработки низколегированных медных сплавов; патент CN 102888525 А, от 31.02.2012, Processing method of high-obdurability and high-conductivity copper magnesium alloy; патент РФ 2427665 С1, от 11.01.2010, Способ изготовления высокопрочных и износостойких электротехнических изделий из хромовых или хромциркониевых бронз с нано- и микрокристаллической структурой). Данные методы позволяют получать уникальные свойства медных сплавов – предел прочности 800 МПа при электрической проводимости 80%. Однако для получения таких высоких свойств необходимо реализовывать от 4 до 16 проходов РКУП, что приводит к интенсивному износу оборудования и значительно удорожает производство.A large number of studies focused on deformation processing by the ECAP method, which is implemented at industrial enterprises in the ECAP-Conform modification (continuous ECAP), which allows to produce lengthy blanks (Raab G.I., Valiev RZ. Equal channel angular pressing according to the “Conform” scheme of lengthy Titanium Nanostructured Semifinished Products // Forge and Stamp Production. Metal Forming - 2008. –T. 1. - pp. 21–27; Nesterov KM, Islamgaliev RK, Valiev RZ Durability and Electrical Conductivity ultrafine grain of the copper alloy of the Cu – Cr system // Vestnik UGATU Mashinostroenie. - 2012. - V. 16, No. 8 (53). - pp. 110–117). Patents are known in the art where it is proposed to carry out deformation processing using an ECAP process in conjunction with aging (RF Patent No. 2424861 C1, dated 03/15/2010, Method for making cold-rolled foil for flexible printed circuit boards from copper and copper alloys; RF Patent No. 2585606 C1 , dated 11/28/2014, Method of processing low-alloyed copper alloys; patent CN 102888525 A, dated 31.02.2012, Processing method of high-obdurability and high-conductivity copper magnesium alloy; RF patent 2427665 C1, dated 11.01.2010, Method of manufacturing high-strength and wear-resistant electrical products from chrome and and hromtsirkonievyh bronzes with nano- and microcrystalline structure). These methods allow to obtain the unique properties of copper alloys - tensile strength of 800 MPa with an electrical conductivity of 80%. However, to obtain such high properties, it is necessary to realize from 4 to 16 passes of ECAP, which leads to intensive wear of equipment and significantly increases the cost of production.
Из уровня техники известен способ обработки медных сплавов с помощью процесса «Конформ» (RU № 2484175 С1, публ. 24.10.2011). Изобретение относится к производству УМЗ материалов с повышенной прочностью и электропроводностью, работающих в условиях повышенных температур и высоких механических нагрузок. В патенте описан медный сплав системы Cu-Cr с УМЗ структурой, который содержит выделения упрочняющей фазы. Способ включает нагрев, закалку, деформацию и старение, причем закалку осуществляют с температуры 1020-1050°С, после чего проводят интенсивную пластическую деформацию при температуре 20-300°С с величиной накопленной деформации не менее 3 и последующее старение при температуре 400-500°С. Изобретение позволяет получить медный сплав системы Cu-Cr, имеющий значения предела прочности более 550 МПа, электропроводность не менее 85% от электропроводности чистой меди и термическую стабильность до температуры 500 °С.The prior art method of processing copper alloys using the process "Conform" (RU No. 2484175 C1, publ. 10/24/2011). The invention relates to the production of UMP materials with high strength and electrical conductivity, working in conditions of elevated temperatures and high mechanical loads. The patent describes a copper alloy of the Cu-Cr system with a UFG structure, which contains precipitates of the hardening phase. The method includes heating, quenching, deformation and aging, and quenching is carried out from a temperature of 1020-1050 ° C, then intensive plastic deformation is carried out at a temperature of 20-300 ° C with an accumulated strain of at least 3 and subsequent aging at a temperature of 400-500 ° WITH. The invention allows to obtain a copper alloy of the Cu-Cr system, having a strength value of more than 550 MPa, an electrical conductivity of at least 85% of the electrical conductivity of pure copper and thermal stability to a temperature of 500 ° C.
Недостатком данной обработки является высокая температура закалки 1020-1050 °С, которая способствует ускоренному росту зерен и формированию неоднородной структуры, что замедляет процессы зеренного измельчения при последующей деформации. Из-за ускоренного роста зерен при отжиге для формирования УМЗ структуры необходимо большое число проходов РКУП >3, что снижает технологичность обработки и способствует износу оборудования.The disadvantage of this treatment is the high tempering temperature of 1020-1050 ° C, which contributes to the accelerated growth of grains and the formation of a heterogeneous structure, which slows down the processes of grain grinding during subsequent deformation. Due to the accelerated growth of grains during annealing, a large number of ECUP> 3 passes are needed to form a UMP structure, which reduces the processability of processing and contributes to equipment wear.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ обработки медных сплавов, описанный в патенте RU № 2610998, публ. 20.10.2015, который включает отжиг при температуре 850-980 °С и выдержку от 0,5 до 2 ч с последующей закалкой, старение в интервале температур 350–650°С в течение от 2 до 8 ч, интенсивную пластическую деформацию методом непрерывного равноканального углового прессования в интервале температур 350–450°С до истинной степени деформации не более 2 с последующей прокаткой при комнатной температуре со степенью обжатия не менее 20%. Способ позволяет получить полуфабрикат из медных сплавов с улучшенным комплексом физико-механических свойств, т.е. с высокой прочностью и высокой электропроводностью. Closest to the proposed invention is a method of processing copper alloys, described in the patent RU No. 2610998, publ. 10/20/2015, which includes annealing at a temperature of 850-980 ° C and a shutter speed of 0.5 to 2 hours, followed by quenching, aging in the temperature range of 350–650 ° C for 2 to 8 hours, severe plastic deformation using the method of continuous equal channel angular pressing in the temperature range of 350–450 ° C to a true degree of deformation of no more than 2, followed by rolling at room temperature with a degree of reduction of at least 20%. The method allows to obtain a semi-finished product from copper alloys with an improved complex of physicomechanical properties, i.e. with high strength and high electrical conductivity.
Недостатком данного способа является низкий уровень получаемых свойств: недостаточно высокая прочность (предел прочности составляет 330-350 МПа) и электропроводность (57-62% от электропроводности чистой меди). The disadvantage of this method is the low level of the obtained properties: not high enough strength (tensile strength is 330-350 MPa) and electrical conductivity (57-62% of the electrical conductivity of pure copper).
Задачей предлагаемого изобретения является разработка высокотехнологичного способа деформационно-термической обработки, которая бы позволила производить длинномерный провод из низколегированных медных сплавов, обладающий высокой прочностью, высокой электропроводностью и термической стойкостью.The task of the invention is to develop a high-tech method of deformation-heat treatment, which would allow to produce long wire from low-alloyed copper alloys, which has high strength, high electrical conductivity and thermal stability.
Для решения поставленной задачи предлагается способ деформационно-термической обработки низколегированных медных сплавов, включающий гомогенизационный отжиг, прокатку и непрерывное равноканальное угловое прессование, причем, гомогенизационный отжиг осуществляют при температуре 700-950 °С в течение 1 ч, горячую прокатку проводят при температуре 400-600 °С до степени деформации e≈0,5-2, непрерывное равноканальное угловое прессование осуществляют до истинной деформации e≈1-2 при комнатной температуре, операцию волочения осуществляют при комнатной температуре до истинной степени деформации е>2. Для термо-упрочняемых сплавов и для деформационно-упрочняемых сплавов в случае недостаточной технологической пластичности после равноканального углового прессования между операцией РКУП и волочением дополнительно осуществляют промежуточный отжиг при температуре на 50 °С ниже температуры начала статической рекристаллизации в течение 1-2 ч в защитной атмосфере (в вакууме или в атмосфере инертного газа).To solve this problem, a method of deformation-heat treatment of low-alloyed copper alloys is proposed, including homogenizing annealing, rolling and continuous equal-channel angular pressing, moreover, homogenizing annealing is carried out at a temperature of 700-950 ° C for 1 h, hot rolling is carried out at a temperature of 400-600 ° C to the degree of deformation e≈0.5-2, continuous equal-channel angular pressing is carried out until the true deformation e≈1-2 at room temperature, the dragging operation is carried out at room temperature tnoy temperature to the true degree of deformation e> 2. For thermo-hardened alloys and for deformation-hardened alloys in case of insufficient technological plasticity after equal-channel angular pressing between the pressing and drawing operation, intermediate annealing is additionally performed at a temperature 50 ° C below the temperature of the onset of static recrystallization within 1-2 hours in a protective atmosphere ( in vacuum or inert gas atmosphere).
Предложенный способ обработки медных сплавов пригоден для производства особо надежных контактных проводов для высокоскоростного железнодорожного транспорта.The proposed method of processing copper alloys is suitable for the production of highly reliable contact wires for high-speed rail transport.
Предложенная обработка включает гомогенизационный отжиг, прокатку, равноканальное угловое прессование и отличается от прототипа тем, что гомогенизационный отжиг медных сплавов осуществляется при температуре 700-950 °С в течение 1 ч, операция горячей прокатка происходит при температуре 400-600 °С до истинной степени деформации e≈0,5-2, далее заготовка подвергается непрерывному равноканальному угловому прессованию при комнатной температуре до степени деформации e≈1-2 с последующим отжигом для снятия внутренних напряжений при температуре на 50 °С ниже температуры начала статической рекристаллизации в течение 1-2 ч в вакууме или в защитной атмосфере инертного газа (при необходимости), окончательной операцией деформационно-термической обработки является волочение, которое осуществляется при комнатной температуре до истинной степени деформации е>2. The proposed processing includes homogenizing annealing, rolling, equal-channel angular pressing and differs from the prototype in that homogenizing annealing of copper alloys is carried out at a temperature of 700-950 ° C for 1 h, the operation of hot rolling occurs at a temperature of 400-600 ° C to a true degree of deformation e≈0.5-2, then the workpiece is subjected to continuous equal-channel angular pressing at room temperature to a degree of deformation e≈1-2, followed by annealing to relieve internal stresses at a temperature of 50 ° From below the temperature of the onset of static recrystallization within 1-2 hours in a vacuum or in a protective atmosphere of an inert gas (if necessary), the final operation of deformation-heat treatment is drawing, which is carried out at room temperature to a true degree of deformation e> 2.
Техническим результатом изобретения является высокотехнологичный способ деформационно-термической обработки низколегированных медных сплавов, позволяющий производить длинномерные провода с высокой прочность, электропроводностью и термической стойкостью.The technical result of the invention is a high-tech method of deformation-heat treatment of low-alloyed copper alloys, which allows to produce long-length wires with high strength, electrical conductivity and thermal resistance.
Технический результат заключается в:The technical result is:
- получение УМЗ структуры провода с повышенной плотностью дислокаций, которая обеспечивает высокую прочность,- obtaining the UMP structure of the wire with a higher dislocation density, which provides high strength,
- сохранении электропроводности на высоком уровне,- maintaining the conductivity at a high level,
- высокой термической стойкости сформированной структуры,- high thermal resistance of the formed structure,
- устойчивости в производстве провода за счет использования методов деформационно-термической обработки, которые обеспечивают непрерывный технологический процесс и высокую технологичность производства провода.- stability in the production of wire through the use of methods of heat-strain treatment, which provide a continuous process and high manufacturability of wire production.
Задача изобретения решается за счет осуществления комплексной деформационно-термической обработки, включающей гомогенизационный отжиг, горячую прокатку, равноканальное угловое прессование, промежуточный отжиг и волочение. Высокая технологичность обработки обеспечивается операциями, которые включены в непрерывный цикл производства. The objective of the invention is solved through the implementation of complex deformation-heat treatment, including homogenizing annealing, hot rolling, equal channel angular pressing, intermediate annealing and drawing. High manufacturability processing is provided by operations that are included in the continuous production cycle.
Сущность изобретения раскрывают Фиг.1 и таблица 1. Гомогенизационный отжиг устраняет химическую ликвацию в отливке и способствует растворению избыточных фаз в твердом растворе. Прокатка в калибрах при температуре 400-600 °С сопровождается развитием динамической рекристаллизации и формированием структуры с размером зерен менее 10 мкм. Повышение температуры прокатки приведет к формированию более крупных зерен, что нежелательно с точки зрения дальнейшего измельчения зеренной структуры. Понижение температуры будет способствовать наклепу медных сплавов и снижению их технологической пластичности. Холодная деформация методом непрерывного РКУП обеспечит формирование структуры с высокой плотностью большеуговых границ (≈50%). Размер структурных элементов составляет 0,5-5 мкм, плотность дислокаций ~1014 м-2. На Фиг. 1 представлено: (а) Микроструктура сплава Cu-Mg после горячей деформации и одного прохода непрерывного РКУП с картой распределения микронапряжений (б). Белые линии – границы кристаллитов от 2 до 10 градусов, черные – границы кристаллитов больше 10 градусов.The essence of the invention discloses FIG. 1 and table 1. Homogenization annealing eliminates chemical segregation in the casting and contributes to the dissolution of excess phases in the solid solution. Rolling in calibers at a temperature of 400-600 ° C is accompanied by the development of dynamic recrystallization and the formation of a structure with a grain size of less than 10 microns. Increasing the rolling temperature will lead to the formation of larger grains, which is undesirable from the point of view of further grinding of the grain structure. Lowering the temperature will contribute to the work hardening of copper alloys and reduce their technological plasticity. Cold deformation by the method of continuous ECAP will ensure the formation of a structure with a high density of high-arc borders (≈50%). The size of the structural elements is 0.5-5 μm, the dislocation density is ~ 1014 m-2. FIG. 1 presents: (a) The microstructure of the Cu – Mg alloy after hot deformation and one pass of continuous ECUP with a microstress distribution map (b). White lines - borders of crystallites from 2 to 10 degrees, black - borders of crystallites more than 10 degrees.
Увеличение числа проходов РКУП свыше 2 нецелесообразно в связи со слабым влиянием на прочностные свойства и резким ухудшением технологической пластичности. Для случаев, когда сплав после РКУП имеет недостаточную технологическую пластичность для осуществления волочения, или в случае термоупрочняемых сплавов поставленная задача решается путем введения между операцией равноканального углового прессования и волочения отжига в вакууме или в защитной атмосфере инертного газа при температуре на 50 °С ниже температуры начала рекристаллизации для повышения технологической пластичности и дополнительного упрочнения за счет выделения дисперсных частиц. Температура начала рекристаллизации определяется как температура начала резкого снижения твердости после отжига в течение 1 ч. Промежуточный отжиг способствует развитию процессов возврата и восстановлению пластичности перед окончательной операцией волочение с одной стороны, и обеспечивает в термоупрочняемых сплавах формирование дисперсных упрочняющих частиц, выделение которых способствует росту электрической проводимости, с другой стороны. Волочение при комнатной температуре до истинной степени деформации е>2 приводит к дополнительному повышению плотности дислокаций до ~1015 м-2, обеспечению повышенной прочности и позволяет сформировать изделие с высоким качеством поверхности и стабильности геометрических параметров поперечного сечения. The increase in the number of ECAP passes over 2 is impractical due to the weak effect on the strength properties and the sharp deterioration of technological plasticity. For cases when the alloy after ECAP has insufficient technological plasticity for drawing, or in the case of heat-hardened alloys, the problem is solved by introducing equal-channel angular pressing between the operation and drawing annealing in vacuum or in a protective atmosphere of an inert gas at 50 ° C below the onset temperature recrystallization to increase technological plasticity and additional hardening due to the release of dispersed particles. The onset temperature of recrystallization is defined as the onset temperature of a sharp decrease in hardness after annealing for 1 hour. Intermediate annealing contributes to the development of recovery processes and plasticity recovery before the final operation, drawing on one side, and provides in heat-strengthened alloys the formation of dispersed reinforcing particles, the release of which contributes to the growth of electrical conductivity , on the other hand. Drawing at room temperature to a true degree of deformation e> 2 leads to an additional increase in the density of dislocations up to ~ 10 15 m -2 , to provide increased strength and allows you to form a product with high surface quality and stability of the geometric parameters of the cross section.
Использование предложенной деформационно-термической обработки в производственном цикле контактного провода позволит получить готовое изделие строительной длины с комплексом высоких характеристик, а именно прочности, электропроводности, термостойкости. Данная обработка позволит получать контактные провода, способные надежно работать при движении железнодорожных поездов со скоростью более 300 км/ч (Гершман И.С., Миронос Н.В. Требования к контактным проводам для высокоскоростного железнодорожного транспорта // Вестник научно-исследовательского института железнодорожного транспорта. – 2011. – № 3. – с. 13–17).The use of the proposed deformation-heat treatment in the production cycle of the contact wire will allow to obtain a finished product of construction length with a complex of high characteristics, namely, strength, electrical conductivity, and heat resistance. This processing will allow to obtain contact wires capable of reliably operating when railway trains move at a speed of more than 300 km / h (Gershman IS, Mironos NV. Requirements for contact wires for high-speed rail transport // Bulletin of the Research Institute of Railway Transport - 2011. - № 3. - p. 13–17).
Пример осуществления An example implementation
Пример 1. Был отлит медный сплав, содержащий 0,30% Mg. Сплав отливался методом электрошлакового переплава в вакууме. Сплав Cu-Mg был отожжен при температуре 800 °C в течение 1 ч, подвержен прокатке при температуре 450 °С до истинной степени e=0,7 и одному проходу непрерывного РКУП при комнатной температуре с последующим волочением при комнатной температуре до истинной степени деформации e= 2,7. Example 1. A copper alloy containing 0.30% Mg was cast. The alloy was cast by the method of electroslag remelting in vacuum. The Cu-Mg alloy was annealed at 800 ° C for 1 hour, subjected to rolling at 450 ° C to a true degree of e = 0.7 and one pass of continuous ECAP at room temperature, followed by drawing at room temperature to a true degree of deformation e = 2.7.
В таблице 1 приведены эксплуатационные характеристики полученного медно-магниевого провода после деформационно-термической обработки. Испытания на одноосное растяжение были проведены при комнатной температуре согласно ГОСТ 1497-84 на испытательной машине «Instron 5882» с целью определения предела прочности (σВ). Электропроводность была определена вихретоковым методом в соответствии с ГОСТ 27333-87. Термическая стойкость была оценена по размягчению после часового отжига при температуре 300 °С. Технологичность была оценена по наличию трещин и литейных дефектов с помощью визуального наблюдения и дефектоскопии с использованием вихретокового дефектоскопа ВД-70 (НПК ЛУЧ), соответственно.Table 1 shows the performance characteristics of the obtained copper-magnesium wire after deformation-heat treatment. Uniaxial tensile tests were carried out at room temperature according to GOST 1497-84 on an Instron 5882 testing machine to determine the tensile strength (σ B ). The conductivity was determined by the eddy current method in accordance with GOST 27333-87. Thermal resistance was evaluated by softening after annealing at 300 ° C. Manufacturability was assessed by the presence of cracks and casting defects using visual observation and defectoscopy using an VD-70 eddy current flaw detector (NPK LUCH), respectively.
Таблица 1Table 1
Как видно из таблицы 1, предложенный способ деформационно-термической обработки позволяет получить комплекс высоких эксплуатационных свойств и производить контактный провод для высокоскоростных железнодорожных дорог. As can be seen from table 1, the proposed method of deformation-heat treatment allows to obtain a complex of high performance properties and produce a contact wire for high-speed railways.
Пример 2. Был отлит сплав со следующим химическим составом Cu-0,1%Cr-0,1%Zr. Сплав был подвержен гомогенизации при температуре 920 °С в течение 1 ч с последующим охлаждением в воду, горячей обработки при температуре 800 °С до истинной степени деформации 1,95, а также 1 проходу равноканального углового прессования при комнатной температуре с последующим отжигом при температуре 550 °С 1 ч и волочению при комнатной температуре до степени деформации е= 2,7. Example 2. An alloy was cast with the following chemical composition Cu-0.1% Cr-0.1% Zr. The alloy was subjected to homogenization at a temperature of 920 ° C for 1 h, followed by cooling to water, hot working at 800 ° C to a true degree of deformation of 1.95, and also 1 pass of equal-channel angular pressing at room temperature, followed by annealing at 550 ° C for 1 h and dragging at room temperature to the degree of deformation e = 2.7.
В таблице 1 приведены эксплуатационные характеристики сплава после данной обработки. Сплав показывает высокую прочность и электропроводность. При этом предложенный способ деформационно-термической обработки обеспечивает высокую термостойкость и технологичность.Table 1 shows the operational characteristics of the alloy after this treatment. The alloy shows high strength and electrical conductivity. In this case, the proposed method of deformation-heat treatment provides high heat resistance and processability.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018144612A RU2688005C1 (en) | 2018-12-17 | 2018-12-17 | Method of deformation-thermal treatment of low-alloyed copper alloys |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018144612A RU2688005C1 (en) | 2018-12-17 | 2018-12-17 | Method of deformation-thermal treatment of low-alloyed copper alloys |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2688005C1 true RU2688005C1 (en) | 2019-05-17 |
Family
ID=66578740
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018144612A RU2688005C1 (en) | 2018-12-17 | 2018-12-17 | Method of deformation-thermal treatment of low-alloyed copper alloys |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2688005C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2778130C1 (en) * | 2021-12-21 | 2022-08-15 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" (НИУ "БелГУ") | Method for thermomechanical processing of promising copper alloys |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120155501A1 (en) * | 2010-12-16 | 2012-06-21 | Honeywell International Inc. | Angular extrusion of copper alloy anodes |
| RU2484175C1 (en) * | 2011-10-24 | 2013-06-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Cu-Cr SYSTEM ULTRAFINE COPPER ALLOY AND METHOD OF ITS PRODUCTION |
| RU2585606C1 (en) * | 2014-11-28 | 2016-05-27 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Method of processing low-alloyed copper alloys |
| RU2610998C1 (en) * | 2015-10-20 | 2017-02-17 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" (НИУ "БелГУ") | Method of thermomechanical treatment of copper alloys |
| CN107502777A (en) * | 2017-09-13 | 2017-12-22 | 临沂市科创材料有限公司 | A kind of method of In-sltu reinforcement Cu-Cr-Zr alloy high-temperature oxidation resistance |
-
2018
- 2018-12-17 RU RU2018144612A patent/RU2688005C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120155501A1 (en) * | 2010-12-16 | 2012-06-21 | Honeywell International Inc. | Angular extrusion of copper alloy anodes |
| RU2484175C1 (en) * | 2011-10-24 | 2013-06-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Cu-Cr SYSTEM ULTRAFINE COPPER ALLOY AND METHOD OF ITS PRODUCTION |
| RU2585606C1 (en) * | 2014-11-28 | 2016-05-27 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Method of processing low-alloyed copper alloys |
| RU2610998C1 (en) * | 2015-10-20 | 2017-02-17 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" (НИУ "БелГУ") | Method of thermomechanical treatment of copper alloys |
| CN107502777A (en) * | 2017-09-13 | 2017-12-22 | 临沂市科创材料有限公司 | A kind of method of In-sltu reinforcement Cu-Cr-Zr alloy high-temperature oxidation resistance |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2778130C1 (en) * | 2021-12-21 | 2022-08-15 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" (НИУ "БелГУ") | Method for thermomechanical processing of promising copper alloys |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20200308683A1 (en) | Precipitation Strengthening AlCrFeNiV System High Entropy Alloy and Manufacturing Method Thereof | |
| Ibrahim et al. | A preliminary study on optimizing the heat treatment of high strength Al–Cu–Mg–Zn alloys | |
| Ouyang et al. | Age-hardening behavior and microstructure of Cu-15Ni-8Sn-0.3 Nb alloy prepared by powder metallurgy and hot extrusion | |
| CN106065443B (en) | Copper alloy and method for producing same | |
| WO2016161565A1 (en) | Formable magnesium based wrought alloys | |
| Neh et al. | Twin roll casting and strip rolling of several magnesium alloys | |
| US10125410B2 (en) | Heat resistant aluminum base alloy and wrought semifinsihed product fabrication method | |
| Ma et al. | Effect of severe plastic deformation on tensile properties of a cast Al–11 mass% Si alloy | |
| JP2019504207A (en) | Magnesium alloy sheet and method for producing the same | |
| US20180363113A1 (en) | High-strength aluminum alloy plate | |
| KR20150065418A (en) | magnesium-alloy plate and manufacturing method of it | |
| RU2569275C1 (en) | Plate from high-strength aluminium alloy and method of its production | |
| Taltavull et al. | Fracture behaviour of a magnesium–aluminium alloy treated by selective laser surface melting treatment | |
| KR102043786B1 (en) | Magnesium alloy sheet and method for manufacturing the same | |
| US10072321B2 (en) | Copper nickel alloy | |
| US20200239992A1 (en) | Magnesium alloy and method for manufacturing the same | |
| WO2018088351A1 (en) | Aluminum alloy extruded material | |
| RU2643119C2 (en) | Method of deformation-thermal processing of high-manganese steel | |
| RU2688005C1 (en) | Method of deformation-thermal treatment of low-alloyed copper alloys | |
| US11739400B2 (en) | Magnesium alloy and method for manufacturing the same | |
| JP4715156B2 (en) | Manufacturing method of extra-thick high-tensile steel sheet with excellent uniformity in the thickness direction | |
| JP7127999B2 (en) | Steel for forgings, forged steel crank throws and forged journals for assembled crankshafts | |
| RU2778130C1 (en) | Method for thermomechanical processing of promising copper alloys | |
| JP6521722B2 (en) | Aluminum alloy material for structural member and method of manufacturing the same | |
| JP6843353B2 (en) | Mg alloy and its manufacturing method |