Закономерности изменения структуры и текстуры электротехнической медной проволоки в процессе ее получения

• Автор: Иванова, Мария Александровна
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 168 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ

1.1. Электротехническая медь

1.2 Текстура деформации при волочении меди

1.3 Текстура деформации при прокатке меди

1.4 Рекристаллизация холодно деформированной меди

1.5 Анизотропия свойств меди

1.6 Легирование кислородом технической меди

1.7 Производство медной катанки и проволоки

1.7.1 Технология выплавки и литья
1.7.2 Технология прокатки (получения катанки)
1.7.3 Технология получения проволоки
1.7.4 Термическая обработка
1.7.5 Постановка задачи исследования
Глава 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Материал исследования
2.2 Методы исследования, оборудование, приборы
2.2.1 Препарирование образцов и оптическая металлография
2.2.2 Текстурный анализ методом ДОЭ/ЕВБО
2.2.3 Анализ структуры методом просвечивающей электронной микроскопии
2.2.4 Механические испытания
2.2.5 Термический анализ
2.2.6. Динамический механический анализ
2.2.7 Метод ионного травления
2.2.8 Методы оценки ошибки измерений
Глава 3. ИЗУЧЕНИЕ ИСХОДНОГО СОСТОЯНИЯ МЕДНОЙ КАТАНКИ
3.1 Структура и свойства непрерывнолитой заготовки
3.2 Анализ структуры и свойств медной катанки
3.3 Испытания медной катанки различных производителей
3.4 Изменение свойств катанки при применении высокотемпературного отжига
3.5 Выводы по главе
Глава 4. ИЗУЧЕНИЕ ФОРМИРОВАНИЯ СТРУКТУРНОГО И ТЕКСТУРНОГО СОСТОЯНИЙ НА
СТАДИИ ВОЛОЧЕНИЯ
4.1 Изучение изменения текстуры по радиусу полуфабрикатов в процессе волочения

4.2 Изучение изменения текстуры отдельных зон полуфабрикатов в процессе волочения
4.3 Выводы по главе
Глава 5. ВЛИЯНИЕ ПРОМЕЖУТОЧНОГО ОТЖИГА НА ТЕКСТУРУ, СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА МЕДНОЙ ПРОВОЛОКИ
5.1 Изучение влияния рекристаллизационного отжига на формирование текстурного состояния
5.2. Исследование влияния параметров промышленного отжига
5.3 Изучение влияния условий проведения промежуточного рекристаллизационного отжига на структуру и свойства полуфабрикатов
5.4 Выводы по главе
Глава 6. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЧАСТИЦЫ ОКСИДА МЕДИ С МЕДЬЮ В ПРОЦЕССЕ ВОЛОЧЕНИЯ И ОТЖИГА
6.1 Теоретический анализ возникновения пор
6.2 Экспериментальное исследование возникновения пор
6.2.1 Фракгографический анализ
6.2.3 Электронно-ионная микроскопия
6.2.4 Металлографический анализ
6.3 Исследование наличия оксидов и пор в катанке различных производителей
6.4 Изучение влияния условий промежуточного отжига на форму пор вокруг частиц оксидов меди
6.5 Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Прямые полюсные фигуры различных зон поперечного сечения проволоки на
стадии волочения
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Функции распределения ориентировок по радиусу проволоки различных диаметров

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. В производстве проводников тока и теплотехнике используется медь как материал, обладающий высокими показателями электро- и теплопроводности. За рубежом в последнее время вырос интерес к проблемам формирования физико-механических свойств функциональных проводниковых материалов в связи с необходимостью стабилизации свойств проводников тока и повышению их надежности, в том числе в тяжело нагруженных кабельных системах, обмотках двигателей и генераторов и слаботочных сетях ЭВМ. Так же за последние годы непрерывно совершенствовались технологии производства изделий из меди, ее марки, методики исследования. В результате оказалось, что старые подходы к объяснению явлений, возникающих в производственных условиях, перестали выполнять свою роль. В электротехнической промышленности вышли на значения электропроводности на уровне 101 % по шкале 1АСБ и на изготовление тонкой проволоки, в том числе нужд электроники и ЭВМ, на уровень 50 мкм и менее. В результате больших деформаций зеренная структура металла достигла уровня наноразмеров, а сами заготовки оказались в большой степени текстурованными, как за счет очень высокого уровня деформаций, так и за счет отсутствия промежуточных отжигов, последнее диктуется энерго- и ресурсосбережением. К проводникам тока, работающим в сложных электрических сетях, в том числе интегрированных ЭВМ, стали предъявляться требования повышенной надежности, что требует создания технологий, приводящих к получению малодефектного металла. Особый интерес представляют процессы структурообразования и формирования текстур при больших накопленных деформациях. Несмотря на огромный объем проведенных ранее исследований на данный момент нет однозначного представления о формировании текстуры деформации, и об ее влиянии на текстуру рекристаллизации.
Параллельно с этим большой интерес представляет изучение взаимодействия включений с медной матрицей в ходе термомеханической обработки. Кислородсодержащая электротехническая медь выступает как дисперсно-упрочненный композиционный материал, где роль упрочняющих частиц выполняют оксиды. При этом роль упрочняющих частиц закиси меди в медной матрице является предметом изучения ограниченного числа исследователей. Тогда как влияние включений в меди оказывается часто настолько велико, что ставит под сомнение процесс производства, особенно это касается тонких и тончайших размеров.
Из приведенных данных следует, что в научной среде проявляется постоянный интерес к проблемам, возникающим при термомеханическом воздействии на медь. Это говорит об актуальности проблемы. Из изложенных данных выявлены также слабо изученные области: это

Рисунок 2.3 - Схема формирования полос Кикучи [72]
Рисунок 2.4 - Пример картины ДОЭ высокого разрешения, полученной от кремния при ускоряющем напряжении 20 КэВ [72]
Каждая из этих полос соответствует определенной группе кристаллических плоскостей. Результирующие картины ДОЭ состоят из множества полос Кикучи. С помощью специальных компьютерных программ автоматически определяется положение каждой из полос Кикучи, производится сравнение с теоретическими данными о соответствующей кристаллической фазе и быстро вычисляется трехмерная кристаллографическая ориентация. Весь процесс от начала до конца занимает около 0,02 секунды.
Получение карт ориентации. Это наиболее распространенный подход в анализе образцов методом ДОЭ. Электронный зонд последовательно перемещается по регулярной сетке