HomeОбработка стали › Прокатка ниобия в вакууме

Прокатка ниобия в вакууме

Прокатка ниобия в вакуумеРезультаты изучения влияния среды на параметры процесса прокатки ниобия показывают изменение (увеличение) силовых показателей при уменьшении остаточного давления, причем наибольшее различие наблюдается при переходе от атмосферы воздуха к вакууму 13,3 н/м2 (Ю-1 мм рт. ст.); дальнейшее повышение глубины вакуума оказывает менее существенное влияние на увеличение показателей процесса прокатки ниобия.

 

Указанный характер изменения зависимостей показателей процесса прокатки от среды зависит от изменения сопротивления линейной деформации и условий трения на поверхности контакта при переходе от атмосферы воздуха к низким парциальным давлениям активных газов.

 

Изучение микроструктуры ниобия после прокатки в вакууме различной глубины, в атмосфере технически чистого гелия и на воздухе с обжатием 10% при температуре 1000° С показало, что прокатанный в вакууме 6,65 мн/м2 (5-10-5лш рт. ст.) ниобий в отличие от прокатанного в других средах содержит незначительное количество посторонних включений.

 

Как показали опыты, литой, предварительно деформированный и отожженный ниобий дуговой плавки деформировался в вакууме без образования трещин. Результаты химического и газового анализа ниобия в зависимости от условий горячей обработки давлением в вакууме и в различных средах показывают, что в случае прокатки на воздухе происходит значительное увеличение содержания кислорода и азота.

 

Например, при температуре прокатки 1200° С содержание кислорода и азота увеличивается по сравнению с исходным в несколько раз при прокатке в гелии наблюдается незначительное увеличение содержания примесей внедрения. В вакууме заметного увеличения содержания кислорода и азота не наблюдалось.

 

Отмеченное обусловливает более высокие прочностные характеристики и более низкие пластические для металла, прокатанного в низком вакууме, по сравнению с прокатанным в более высоком вакууме и объясняется в первую очередь газонасыщением, характером и толщиной окисной пленки.

 

Более толстая окисная пленка, образующаяся при прокатке в вакууме 1,33 н/м2 (1 Ю-2 мм рт. ст.), влияет на повышение прочностных и снижение пластических характеристик металла. После снятия окисной пленки с образцов ниобия прочностные и пластические характеристики ниобия, прокатанного в низком и высоком вакууме, практически одинаковы.

 

Удаление окисной пленки на ниобии, прокатанном на воздухе, и последующее сравнение механических свойств с прокатанным в вакууме в сопоставимых условиях показало их существенное различие. Повышенные прочностные и заниженные пластические характеристики у ниобия после прокатки на воздухе объясняются проникновением газов на сравнительно большую глубину.

 

Для того чтобы более полно выявить влияние вакуума различной глубины и среды инертного газа сопоставительно с воздухом на механические свойства ниобия, металл, прокатанный в различных средах с одинаковыми обжатиями и при одной и той же температуре и предварительно отожженный в вакууме при 1200° С, еще раз, прокатывали до толщины 0,5 мм и подвергали отжигу в вакууме.

 

Результаты показали, что механические свойства металла после прокатки в вакууме выше, чем у прокатанного на воздухе и в аргоне (рис. 121). Наиболее ощутимая разница наблюдается в относительных удлинениях. Так, например, после прокатки на воздухе удлинение ниобия составляет 10%, а после прокатки в вакууме 6,65 мн/м2 (5-Ю-5 мм рт. ст.) 35%, т. е. увеличивается в 3,5 раза.

 

Изменение механических свойств в данном случае обусловлено следующими факторами:

- растворение поверхностных окисных пленок во время отжига с образованием твердого раствора внедрения и, как следствие, рост прочности и падение пластичности у образцов, прокатанных на воздухе;

- залечивание микродефектов и очищение границ зерен, что способствует повышению пластичности при прокатке в вакууме.

 

Данные, полученные при измерении твердости на том же металле, соответствуют результатам механических испытаний. Одним из важных свойств, характеризующих тугоплавкие металлы, является коррозионная стойкость. Наибольшая скорость коррозии наблюдается у металла, прокатанного на воздухе и в гелии. После прокатки ниобия в вакууме 6,65 мн/м2 (5-l0~~6 мм рт. ст.) скорость коррозии уменьшается на 30%.

 

Повышение скорости коррозии ниобия, прокатанного в гелии и на воздухе, связано с наличием на поверхности металла разрушенного окисного слоя и микротрещин, проникающих на сравнительно большую глубину, а также с загрязнением границ зерен примесями и искажением кристаллической решетки под влиянием примесей внедрения.

 

Увеличение степени деформации и повышение температуры приводит к понижению коррозионной стойкости металла, прокатанного на воздухе и в гелии. Уменьшение толщины и увеличение плотности окис-ных пленок, отсутствие заметного газонасыщения, заваривание микродефектов, диффузия примесей с границ в тело зерна приводят к повышению коррозионной стойкости ниобия, прокатанного в вакууме 6,65 мн/м2 (5-5 мм рт. ст.).

 

 

Вакуум и среда инертного газа при высокотемпературной деформации влияют также на изменение электросопротивления. При замене воздуха гелием, низким и высоким вакуумом электросопротивление падает. Так, например, электросопротивление ниобия, прокатанного на воздухе, равно 32-10~s ом-м; в гелии 25- Ю-8 ом-м, в вакууме 1,33 мн/м2 (10~5 мм рт. ст.), 16-10~8 ом-м.

 

Рентгеноструктурным анализом установлено изменение параметров решетки в зависимости от условий прокатки ниобия. Показано, что металл, прокатанный в вакууме, характеризуется меньшими искажениями решетки по сравнению с прокатанным на воздухе. Так, после прокатки ниобия с исходным параметром решетки 0,3303 нм  при температуре 1000° С и деформации 30% на воздухе, в гелии и вакууме 6,65 мн/м2 (5-¦ 10~5мм рт. ст.) параметр решетки составил соответственно 0,3313; 0,3308 и 0,3304 нм (3,313, 3,308 и 3,304Л°).

Article Global Facebook Twitter Myspace Friendfeed Technorati del.icio.us Digg Google StumbleUpon Eli Pets

Comments are closed.