Объемные свойства расплавов медь-алюминий по результатам исследования методом проникающего гамма-излучения

• Автор: Курочкин, Александр Рудольфович
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 115 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение. Общая характеристика работы
Г лава 1. Постановка задач исследования
1.1. Сплавы медь-алюминий: структура, свойства и применение
1.2. Результаты исследования свойств расплавов Си- А
1.3. Метастабильная микрогетерогенность расплавов
1.4. Влияние гомогенизирующей термообработки расплавов на
структуру формирующихся из них кристаллических и аморфных образцов
Глава 2. Методы экспериментального исследования
2.1. Гамма-денситометрия, конструкция установки и методика измерения плотности
2.2. Оценка погрешности измерений плотности
2.3. Результаты поверочных опытов с жидкими медью и алюминием
2.4. Методика быстрой закалки расплавов и металлографических
исследований полученных образцов
Основные результаты
Глава 3. Исследование метастабильной микрогетерогенности расплавов медь-алюминий
3.1. Выбор сплавов для гамма-денситометрии
3.2. Зависимости произведения плотности р на массовый коэффициент ослабления ц от температуры при нагреве после плавления и при последующем
охлаждении образцов
3.3. Интерпретация полученных зависимостей Рм(Т)
Основные результаты и выводы
Г лава 4. Объемные свойства сплавов медь-алюминий в состоянии
устойчивого термодинамического равновесия
4.1. Плотность сплавов медь-алюминий
4.2. Концентрационные зависимости молярного объема расплавов
медь-алюминий и парциальных молярных объемов их компонентов
4.3. Анализ полученных результатов
4.4. Использование полученных данных для уточнения результатов вискозиметрических экспериментов
Основные результаты и выводы

Глава 5. Влияние гомогенизирующей термообработки исходного расплава
на структуру быстро закаленных кристаллических образцов сплавов Си- А
5.1. Выплавка образцов для исследования
5.2. Результаты исследований
5.3. Сравнение эффектов гомогенизации при скоростях закалки
порядка 103 (наши данные) и 10 град/с
Основные результаты и выводы
Заключение
Список использованной литературы

ВВЕДЕНИЕ. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы исследования и степень её разработанности
Сплавы меди с алюминием (так называемые алюминиевые бронзы) и алюминия с медью (дуралюмины) находят широкое применение в технике вследствие полезных сочетаний физикохимических, механических и других служебных свойств. При их производстве металл в большинстве случаев проходит стадию плавления и последующей кристаллизации. Для оптимизации технологии их выплавки нужна информация о строении и свойствах этих систем в жидком состоянии. Одним из таких свойств является плотность.
По странному, на первый взгляд, стечению обстоятельств, до последнего десятилетия не существовало достоверных данных по плотности расплавов Си-А1. И появившиеся позднее результаты были получены либо методом лежащей капли, точность которого не превышает 3%, либо пока недостаточно проверенным методом электромагнитной левитации. Потому прецизионные измерения плотности расплавов Си-А1 с использованием хорошо апробированного и метрологически аттестованного метода являются актуальной задачей современной теплофизики.
Для получение этих данных нужно обеспечить термодинамически устойчивое равновесное состояние расплавов. Однако, согласно представлениям, развиваемым в нашем коллективе, после плавления исходного слитка многие из них в течение длительного времени в широком интервале температур сохраняют унаследованное от него метастабильное микрогетерогенное строение. Это сделало необходимым изучение условий необратимого перехода расплавов медь-алюминий в термодинамически устойчивое гомогенное состояние. В работе Н.Ю.Константиновой [1] эта задача решалась методом вискозиметрии расплавов в ходе их нагрева после плавления и последующего охлаждения. Поскольку признаки указанного перехода зависят от чувствительности метода, применяемого для их определения, было целесообразным проверить эти результаты методом высокочувствительной гамма-денситометрии.
Наконец, представляло интерес после определения температур гомогенизации сопоставить структуры, формирующиеся при кристаллизации расплавов Си-А1 из гомогенного и метастабильного микрогетерогенного состояний с тем, чтобы прогнозировать перспективность их гомогенизирующей температурной обработки. В работе [1] выполнен сравнительный анализ таких структур для случая кристаллизации со скоростями охлаждения
2.2. Оценка погрешности измерений
Из формулы для плотности (2.2), следует выражение для абсолютной погрешности её измерений:

(2.3)
где символами А обозначены абсолютные погрешности соответствующих величин. Дифференцируя (2.2) по р, I, 10, I, В, получаем для относительной погрешности:

д 1п р ~~др~

д 1п р

Здесь
1пр = 1п| ■— й/1<,В
{р! у I В свою очередь,

51п р

8 1п р
д 1п р

81п р

= —1п/у — 1п / + 1п

дп р

81 31п р ~3/о~
Э1п р

дп р
~дВ~'~ (Ь_В
Подставляя полученные выражения в исходное (2.3) для у, получаем:

_1 д/

1 д В
(2.4)
Формула (2.4) отличается от аналогичных формул, использовавшихся ранее для оценки относительной погрешности абсолютных измерений плотности гамма-методом (см., например, [64]) появлением в знаменателе 1п(705//) вместо фигурировавшего в предыдущих работах в