Obrabotka Metallov 2014 No. 3

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 3 (64) 2014 9 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ «Инверсия». После подсчета количества  -фазы результаты обрабатывали в программе Exel c по- строением графических зависимостей. Результаты исследований и обсуждение Фазовый состав сплава 58Сu-34Zn-3Mn-2Al подробно изучен в работах [4, 11, 12, 13]. Основу сплава составляет β-фаза CuZn, по границам и в теле зерен которой возможно выделение мелких зерен  -твердого раствора легирующих элемен- тов в Cu, кроме того в латуни присутствует неко- торое количество силицидов (Fe, Mn)5Si3. Зерна  -фазы по сечению труб распределены крайне неравномерно (рис. 3). Для того чтобы нагляд- но оценить эту неравномерность, были постро- ены интегральные распределения вероятности появления  -фазы в переднем и заднем концах труб (рис. 4). Передним концом трубы считает- ся конец трубы, находящийся у заслонки печи (1-я зона) при проведении термообработки труб, а соответственно конец, лежащий в третьей зоне печи, называется задним. По ним видно, что содержание  -фазы в структуре образцов от переднего и заднего кон- цов труб сильно отличается. На заднем конце первой трубы количество  -фазы меньше, чем на переднем, а во второй трубе наоборот, что, ве- роятно, связано с различными условиями прес- сования. Проведенными ранее исследованиями [4, 5, 13, 14] выявлено, что растрескивание прессован- Рис. 3 . Распределение  -фазы по сечению труб ных труб из сплава 58Сu-34Zn-3Mn-2Al связано с действием остаточных напряжений, величина которых определяется структурой, формирую- щейся в процессе термической обработки. Для устранения причин появления высоких остаточ- ных напряжений необходимо получить в струк- туре сплава не менее 5 объемных %  -фазы. При проведенном старении в производственных ус- ловиях (температура 450 °С, время выдержки 3 ч) по окружности колец существуют области с содержанием  -фазы меньше 5 %. В связи с этим существует достаточно большая вероят- ность получения брака по трещинам, так как вероятность получения в сечении трубы α-фазы менее 5 % составляет от 0,7 до 1,56 %. Для выявления причин неравномерности распределения  -фазы была проверена элек- трическая камерная печь на равномерность нагрева при старении труб из сплава 58Сu- 34Zn-3Mn-2Al [15]. По полученным данным стало очевидно, что показания стационарной и контрольных термопар расходятся. По дан- ным контрольных термопар даже по оконча- нии старения не достигнута требуемая тем- пература 450 °С по длине садки. По данным контрольных термопар в конце нагрева в первой зоне (около заслонки) температура составила 410 °С, во второй – 430 °С, а в третьей – 438 °С. Наблюдался недогрев (до 40 °С), особенно в зоне переднего конца труб (около заслонки печи). При изучении микроструктуры образцов, отобранных от двух труб после прессования и после старения выяснено, что существует опре- деленная часть кольца, а именно около 1/3 площади поперечного сечения, где количество  -фазы в среднем менее 5 %. Отмеченную неравномерность со- держания  -фазы можно связать с не- равномерностью прогрева труб в усло- виях цеха. При проведении термической об- работки в лабораторных условия полу- чено более равномерное распределе- ние  -фазы по окружности образца и уменьшение объема металла с количе- ством  -фазы менее 5 %. Фотографии микроструктуры после термообра- ботки представлены на рис. 5. Не об- наружено видимой разницы в микро- структуре сплава после старения при