CC BY
2ВЛИЯНИЯ Si И РОТАЦИОННОЙ КОВКИ НА СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА
ЛАТУНИ Л63 Мартыненко Н.С., Рыбальченко О.В., Страумал П.Б., Лукьянова Е.А., Темралиева Д.Р., Андреев В.А,, Добаткин С.В.
Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук, Москва, Россия [email protected]
Благодаря хорошим теплопроводности и коррозионной стойкости сплавы на основе Cu-Zn нашли широкое применение в машиностроении, судостроении и пищевой промышленности. Однако для расширения области применения данных сплавов необходимо повышать их прочностные свойства. Для этой цели в данной работе было проведено исследование влияния легирования 0,67 масс.% Si, а также последующей ротационной ковки (РК) на микроструктуру и механические характеристики латуни Л63 (сплав Cu-37 масс.% Zn). РК проводили при 400 °С до логарифмической степени деформации, равной 2,31.
В таблице 1 представлены результаты исследования механических свойств сплавов до и после РК. Было показано, что добавка Si не влияет на предел прочности (ов), но более чем в два раза увеличивает условный предел текучести (00,2). ов сплавов Cu-Zn и Cu-Zn-Si составляли 332 ± 2 МПа и 343 ± 38 МПа, тогда как 00,2 - 93 ± 4 МПа и 243 ± 19 МПа соответственно. При этом добавка Si также привела к значительному снижению пластичности латуни Л63 (с 71,0 ± 2,0% до 16,5 ± 4,9%). Причиной такого поведения сплава, вероятно, являются изменения структуры сплава. Так в сплаве Cu-37%Zn после закалки происходит формирование зерен пересыщенного твердого раствора на основе меди (a-Cu(Zn)), размером 200 - 300 мкм. После добавки Si формировалась похожая структура, однако в твердом растворе произошло частичное замещение атомов Zn атомами Si и формирования фазы a-Cu(Zn, Si) [1].
Таблица 1. М Механические свойства исследуемых сплавов до и после РК
Сплав Состояние 00,2, МПа ов, МПа 5, %
Cu-37%Zn Закалка 93 ± 4 332 ± 2 71,0 ± 2,0
РК 487 ± 3 508 ± 1 15,8 ± 0,6
Cu-37%Zn-Si Закалка 243 ± 19 343 ± 38 16,5 ± 4,9
РК 643 ± 4 708 ± 6 10,9 ± 1,1
Ротационная ковка обоих сплавов приводит к существенному росту прочности при одновременном снижении пластичности (таблица 1). В случае сплава Cu-37%Zn наблюдался рост 00,2 и ов до 487 ± 3 МПа и 508 ± 1 МПа соответственно при уменьшении 5 до 15,8 ± 0,6%. При этом добавка Si благоприятно сказалась на прочности сплава, повышая 00,2 и ов до 643 ± 4 МПа и 708 ± 6 МПа соответственно, но уменьшая 5 до 10,9 ± 1,1%. Причиной повышения прочности и снижения пластичности сплавов, вероятно, стало сильное измельчение зерна после РК. При этом в случае сплава Cu-Zn-Si в процессе деформации происходит выпадение частиц Cu7Si, которые повышают прочность, но ухудшают пластичность.
Работа выполнена в соответствии с государственным заданием №075-0032024-00.
[1] LH. Liu, H.W. Ma, S.J. Yang, Y.J. Zhao, W.S. Cai, T. Chen, WW. Zhang, C. Yang // Mater. Sci. Eng. A 841 (2022) 143055. https://doi.Org/10.1016/i.msea.2022.143055
