Механизмы криогенной пластической деформации и особенности формирования структуры в технически чистой меди

• Автор: Конькова, Татьяна Николаевна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 157 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
ГЛАВА 1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1 Практический интерес к измельчению структурных
составляющих
1.2 Интенсивная пластическая деформация
1.3 Эволюция микроструктуры при больших пластических
деформациях
1.4 Криогенная деформация
1.5 Количественная металлография посредством ЕВЭВ
микроскопии
1.6Постановка цели и задач исследования
ГЛАВА 2 МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1 Материал исследования
2.2 Методика криогенной деформации
2.3 Тепловой расчет
2.3.1 Нагрев образцов и валков за счет конвекции на воздухе перед прокаткой
2.3.2 Нагрев образцов и наковален за счет конвекции на воздухе перед сдвигом под высоким давлением
2.3.3 Контактный нагрев валков при прокатке
2.4 Металлографические исследования
2.4.1 Подготовка образцов
2.4.2 Микроструктурный анализ
2.5 Механические испытания
ГЛАВА 3 ЭВОЛЮЦИЯ СТРУКТУРЫ ПРИ КРИОГЕННОЙ
ПРОКАТКЕ
3.1 Исходное состояние
3.2 Криогенная прокатка
3.2.1 Морфология структуры и размер зерен

3.2.1.1 Общие тенденции в эволюции зеренной структуры
3.2.1.2 Высокоразрешающий EBSD анализ
3.2.1.3 ПЭМ анализ
3.2.2 Спектр разориентировок границ зерен
3.2.3 Текстура
3.2.4 Рекристаллизация
3.3 Выводы
ГЛАВА 4 СТАБИЛЬНОСТЬ СТРУКТУРЫ КРИОГЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО МАТЕРИАЛА ПРИ КОМНАТНОЙ ТЕМПЕРАТУРЕ
4.1 Стабильность структуры после умеренных криогенных деформаций: осадка в оболочке, осадка в оболочке с последующей прокаткой
4.1.1 Морфология микроструктуры и размер зерен
4.1.2 Тонкая структура
4.1.3 Спектр разориентировок границ зерен
4.1.4 Текстура
4.1.5 Возможные механизмы совершенствования структуры
4.2 Стабильность структуры после больших криогенных деформаций: сдвиг под высоким давлением, осадка с последующей «аЬс»-деформацией
4.2.1 Сдвиг под высоким давлением
4.2.1.1 Микротвердость и морфология микроструктуры
4.2.1.2 Спектр разориентировок границ зерен
4.2.1.3 Текстура
4.2.2 Осадка с последующей «abc»- деформацией
4.2.2.1 Микроструктура через 1 год после криогенной деформации
4.2.2.2 Микроструктура через 2 года после криогенной деформации

Центральная зона образца
Периферийная зона образца
4.2.2.3 Движущая сила аномального роста зерен
4.2.2.4 Аномальный рост зерен или рекристаллизация?
4.2.2.5 Критерии селективного роста зерен
4.3 Выводы
ГЛАВА 5 ЭФФЕКТИВНОСТЬ КРИОГЕННОЙ ДЕФОРМАЦИИ ДЛЯ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ СТРУКТУРНЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ
5.1 Эффективность криогенной деформации в случае исходной мелкозернистой структуры
5.1.1 Микротвердость
5.1.2 Морфология микроструктуры и размер зерен
5.1.3 Тонкая структура
5.1.4 Спектр разориентировок границ зерен
5.1.5 Текстура
5.1.6 Заключение
5.2 Эффективность криогенной деформации в случае исходной крупнозернистой структуры
5.2.1 Механическое поведение
5.2.2 Общие тенденции в эволюции зеренной структуры
5.2.3 Особенности морфологии микроструктуры
5.2.4 Размеры зерен/субзерен
5.2.5 ПЭМ анализ
5.2.6 Спектр разориентировок границ зерен
5.2.7 Текстура
5.2.8 Заключение
5.3 Выводы
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

f-n dQ
С другой стороны, изменение тепловой энергии тела — определяется

его теплоемкостью, массой и изменением температуры:
dQ dT
— = тс—-, (2.3)
dt dt
где т - масса (масса образцов ~ 9 х 10'2 кг, масса валка ~ 5,9 кг), с - удельная теплоемкость, dT
изменение температуры со временем.

Обобщая два соотношения, можно записать:
dT hA
—=—(Tmw, - ДО) = '(Тщ* ~ ПО)
dt cm
Решением данного дифференциального уравнения является функция вида T{t) = TKm,„+(T0-Tmill')exp(-rt), где Та - температура в начальный момент времени (то есть 77 К).
Иными словами ДО = 293 + (77 - 293) ехр(-гг) = 293 - 216 exp(-rt)
Таким образом, для определения температуры в любой момент времени необходимо вычислить коэффициент Г .
Как показано выше, этот коэффициент зависит от коэффициента теплопередачи, площади теплообмена, удельной теплоемкости и массы. Масса известна. Удельная теплоемкость меди при комнатной температуре составляет
~ 380 —— . Согласно работе [178], удельная теплоемкость меди при м х К
температуре жидкого азота примерно вдвое ниже комнатной, составляет, таким
образом ~ 195 Вт . Удельная теплоемкость стали (материала валка) при мхК
температуре жидкого азота не известна. В связи с этим для расчетов принята
удельная теплоемкость стали при комнатной температуре 450 -т—.

Таким образом, чтобы вычислить изменение температуры со временем, необходимо определить площадь поверхности теплообмена и коэффициент теплообмена.