Способ обработки изделий из алюминия марки а85, работающих в условиях релаксации напряжений



Способ обработки изделий из алюминия марки а85, работающих в условиях релаксации напряжений
Способ обработки изделий из алюминия марки а85, работающих в условиях релаксации напряжений

 


Владельцы патента RU 2554251:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" (RU)

Изобретение относится к области обработки металлов и может быть использовано для регулирования ресурса работы изделий, изготавливаемых из металлов и эксплуатирующихся в условиях релаксации напряжений. Способ обработки изделий из алюминия марки А85, работающего в условиях релаксации напряжений, осуществляют путем воздействия на изделие электрическим полем, при этом к изделию от стабилизированного источника питания подводят электрический потенциал и увеличивают среднюю скорость релаксации напряжений изменением указанного потенциала в пределах от -1,5 В до 1,5 В. Задачей изобретения является управление релаксацией напряжений технически чистого Al марки А85. 1 табл., 2 ил.

 

Изобретение относится к области обработки металлов и может быть использовано для регулирования ресурса работы изделий, изготавливаемых из металлов и эксплуатирующихся в условиях релаксации напряжений. В частности, изделие может использоваться в строительстве, производстве двигателей, автомобиле-, авио- и судостроении, где наибольшее применение находят металлы. Релаксацией напряжений принято называть самопроизвольное уменьшение напряжений в нагруженном жестком теле при постоянной общей деформации [1].

Известен способ управления процессом релаксации напряжений металла с помощью импульсного электрического тока с параметрами 250 А/мм, t=10-4 c, F=100 Гц [2], что без тока и при эквивалентном нагреве имеет место характерный перегиб в районе предела текучести. Тепловая часть тока приводит к релаксации на (4-5)·104 Па или к дополнительному эффекту по сравнению с опытом без тока на 2·104 Па. Сопутствующий току тепловой эффект приводит к увеличению релаксированных напряжений приблизительно в 2 раза. Установлено, что при воздействии импульсного электрического тока на кристаллы, нагруженные выше предела текучести, наблюдается увеличение глубины релаксации, то есть максимум действия электронно-пластического эффекта тока приходится на предел текучести кристаллов, который уменьшается на десятки процентов, что свидетельствует о сильном влиянии тока на процесс старта и размножения дислокации. Отношение эффективного напряжения и атермической компоненты напряжений возрастает в 8-10 раз, что свидетельствует о снижении энергии активации и активационного объема процесса. Указанный способ повышает пластичность и, как следствие, дает возможность ускорения релаксации напряжений.

Однако к недостатку указанного способа можно отнести невозможность управления релаксацией поликристаллических материалов.

Наиболее близким к заявленному является способ управления ползучестью алюминия марки А85, заключающийся в том, что к изделию из алюминия присоединяют одну из пластин металлов, имеющих отличную от алюминия работу выхода [3]. При их присоединении возникает контактная разность потенциалов. В зависимости от величины контактной разности потенциалов процесс ползучести или замедляют подсоединением пластины из Pb, Ti, Fe, Cu, или ускоряют подсоединением пластины из Zr, Ni. Увеличивается долговечность изделий из алюминия.

Недостатками указанного способа является ограниченный диапазон возникающей разности потенциалов.

Задачей изобретения является управление релаксацией напряжений технически чистого Al марки А85, что позволит увеличить точность операций штамповки.

Способ обработки изделий из алюминия марки А85, работающих в условиях релаксации напряжений, заключается в том, что к изделию, работающему в условиях релаксации напряжений, подводится электрический потенциал в интервале от -1,5 до 1,5 В от стабилизированного источника питания. При изменении электрического потенциала образца средняя скорость релаксации напряжений увеличивается, причем знак потенциала не играет роли.

Описание подключения показано на фиг.1, где1 - подвижный пуансон, 2 - неподвижный пуансон, 3 - испытуемый образец, 4 - источник питания, 5 - провод, 6 - изолирующий слой.

Описание способа поясняется фиг.2. На фиг.2 изображена зависимость относительных значений средней скорости релаксации от электрического потенциала.

Металл, использующийся для проводника, согласно закону Вольта не оказывает никакого влияния. В качестве количественного параметра оценки влияния электрического потенциала на процесс релаксации напряжений было выбрано относительное изменение средней скорости релаксации напряжения, рассчитываемое по соотношению:

ϑ = Δ σ Δ t

Δσ=σ0-σ,

ξ = ϑ a ϑ 0 ϑ 0 ,

где ϑ - средняя скорость релаксации напряжений,

Δσ - глубина релаксации

Δt - среднее время релаксации напряжений

σ - напряжение в конце испытания

σ0 - текущее напряжение в момент начала релаксации

ξ - относительное измерение средней скорости релаксации

ϑa - скорость на конец релаксации напряжений

ϑ - скорость релаксации напряжения

ϑ0 - скорость на начало релаксации напряжения

Данные по относительному изменению средней скорости релаксации напряжений Al марки А85 приведены в таблице.

Следовательно, для ускорения процесса релаксации напряжений целесообразно использовать изменение энергетического состояния поверхности металлов подключением электрического потенциала при помощи стабилизированного источника питания.

Потенциал φ, В Относительное изменение средней скорости релаксации ξ
-1,5 0,31
-1 0,48
-0,5 0,09
0 0
0,5 0,11
1 0,49
1,5 0,25

Из таблицы видна немонотонная зависимость относительного изменения средней скорости релаксации напряжений Al марки А85 от величины электрического потенциала.

Источники информации

1. Борздыка, А.М. Релаксация напряжений в металлах и сплавах [Текст] / A.М. Борздыка, Л.Б. Гецов. - М.: Металлургия, 1978. - 256 с

2. Троицкий, О.А. Влияние электрического тока на релаксацию напряжений в кристаллах Zn, Cd и Pb / О.А. Троицкий, В.И. Спицын, В.И. Сташенко // ДАН СССР. - 1978. - Т.241. - №2. - С.349-352.

3. Пат. 2433444. Российская Федерация, M.кл. G05D11/00, C22F 3/02. Способ управления ползучестью алюминия марки А85 / Коновалов С.В., Зуев Л.Б., Филипьев Р.А., Загуляев Д.В., Данилов B.И., Громов В.Е. Заявитель и патентообладатель Сибирский Государственный Индустриальный Университет (RU). - 2010117981/02, заявл. 04.05.2010; Опубл. 10.11.2011 Бюл. №31. - 7 с: ил.

Способ обработки изделий из алюминия марки А85, работающих в условиях релаксации напряжений, путем воздействия на изделие электрическим полем, характеризующийся тем, что к изделию от стабилизированного источника питания подводят электрический потенциал и увеличивают среднюю скорость релаксации напряжений изменением указанного потенциала в пределах от -1,5 В до 1,5 В.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу выбора растворителя или смеси растворителей, применимых для уменьшения образования отложений, очистки от существующих отложений и/или снижения скорости формирования отложений.

Изобретение относится к системам обработки и, в частности, к системам обработки, которые используются для генерации продуктов из множества отдельных ингредиентов.

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано в электрохимической и химической обработке металлов с применением химических методов. .

Изобретение относится к системам электропитания для нагревателей подземных пластов. .

Изобретение относится к средствам газоснабжения и предназначено, в частности, для использования в системах кондиционирования воздуха самолетов. .

Изобретение относится к области систем управления и может быть использовано в химической, металлургической, энергетической и других отраслях промышленности, в которых применяются выпарные установки.

Изобретение относится к области обработки металлов и может быть использовано для регулирования ресурса работы изделий, изготавливаемых из алюминия марки А85 и эксплуатирующихся в условиях ползучести.

Изобретение относится к технике управления процессом растворения хлорида калия в концентрированном растворе хлорида магния и может быть использовано в процессе получения синтетического карналлита при его синтезе и кристаллизации на установках вакуум-кристаллизации.

Изобретение относится к устройствам для контроля и управления усреднением непрерывных потоков сыпучих компонентов и может широко применяться в химической, строительной, силикатной, горнорудной, агломерационной, металлургической и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к металлургической и электрохимической промышленности и может быть использовано при изготовлении сплавов для аккумуляторов водорода. На сплав в режиме кристаллизации и охлаждения подают постоянный ток с наложением на его несущую модулированного сигнала в виде импульсного переменного тока.
Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к способам получения лигатур на основе алюминия, и может быть использовано при получении лигатуры алюминий-титан-цирконий, применяемой для модифицирования алюминиевых сплавов.

Изобретение относится к обработке алюминия, в частности к регулированию ресурса работы изделий, изготавливаемых из технически чистого алюминия и эксплуатирующихся в условиях ползучести, и может быть использовано в строительстве, производстве двигателей, автомобиле-, авиа- и судостроении, где наибольшее применение находит алюминий и сплавы на его основе.

Изобретение относится к обработке цветных металлов, а именно к изменению физико-механических свойств алюминия. .

Изобретение относится к области обработки металлов и может быть использовано для регулирования ресурса работы изделий, изготавливаемых из алюминия марки А85 и эксплуатирующихся в условиях ползучести.

Изобретение относится к области сплавов, а именно к способу получения чушек из сплава металлов, а также изобретение относится к чушке из сплава. .

Изобретение относится к металлургии, в частности к способам обработки расплавов сплавов различных материалов. .

Изобретение относится к металлургии и литейному производству и может быть использовано для получения отливок, требующих высокой теплопроводности. .

Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к способам обработки металлов с использованием магнитных полей, и может быть использовано для обработки твердотельного порошкообразного магнитного и немагнитного материала в переменном магнитном поле для модификации структурно-зависимых свойств этих материалов. Способ обработки порошкообразного оксида металла в переменном магнитном поле включает обработку порошкообразного оксида в слабом вращающемся магнитном поле с заданными амплитудой, частотой и длительностью воздействия, при этом в процессе обработки осуществляют непрерывное изменение ориентации частиц порошкообразного оксида металла относительно вектора магнитной индукции путем перемешивания порошкообразного оксида. Перемешивание можно осуществлять механическим путем, газовыми потоками по схеме «кипящего слоя», вращающимися магнитными полями. Обработке подвергают магнитный и немагнитный оксид металла, причем обработку можно проводить в переменном неоднородном магнитном поле при частоте, близкой к частоте переменного магнитного поля. Изобретение позволяет обеспечить эффективность и равномерность обработки за счет постоянного изменения ориентации частиц порошкообразного материала относительно вектора магнитной индукции. 7 з.п. ф-лы, 1 пр., 16 табл., 2 ил.
Наверх