Вятский государственный университет, Киров, Россия:

М. З. Певзнер, профессор кафедры технологий обработки материалов, канд. техн. наук, доцент, эл. почта: mikhailpevzner@yandex.ru
Д. Г. Сергеев, исполняющий обязанности заведующего кафедрой «Технологии машиностроения», канд. техн. наук

Исследовано формирование структуры и механических свойств ленты в ходе ее обработки до мягкого состояния по различным действующим и опытным технологическим схемам, включающим непрерывную термообработку в поперечном магнитном поле (Transverse Flux Induction Heating, TFIH). Содержание меди варьировали: 62,5±0,2 и 64±0,2 %. После полунепрерывного литья и резки на мерную длину слитки нагревали в проходной газовой печи. Горячую прокатку полос толщиной 5 и 8 мм заканчивали их смоткой в рулоны, которые охлаждали на воздухе или в воде, часть рулонов отжигали в садочной печи с таким же охлаждением. После холодной прокатки до 2,0; 2,2 или 2,4 мм полосы отжигали рулонами в садочной печи или методом TFIH по наиболее интенсивному режиму. Вторую прокатку проводили по действующим схемам до ~0,6; 0,8; 1,0 мм с различной степенью деформации, затем ленту отжигали методом TFIH, варьируя режим отжига. Обнаружено, что главным фактором повышения временного сопротивления является значительное содержание β-фазы, увеличивающееся с уменьшением содержания меди. При этом быстрое охлаждение после TFIH-отжига не приводит к значительному росту или уменьшению содержания β-фазы. Таким образом, основной причиной увеличения временного сопротивления является β-фаза, образующаяся после горячей прокатки и сохраняющаяся при последовательных TFIH-отжигах. Установлено, что технология, включающая горячую с последующей холодной прокаткой за два и более перехода, как минимум, с одним промежуточным отжигом в садочной печи и окончательным непрерывным TFIH-отжигом, гарантирует получение ленты Л63 в мягком состоянии. В сравнении с технологией, включающей окончательный садочный отжиг, она более энергоэффективна и обеспечивает минимальный разброс свойств по длине.

Авторы выражают свою глубокую признательность В. М. Михалеву, С. Н. Поляеву, А. А. Созонтову, И. В. Харитоновой, А. В. Колошницыну, В. Г. Игошину, Ф. Г. Бикметовой, Л. В. Машининой, Т. В. Будневой и другим работникам Кировского завода ОЦМ, прини мавшим участие в данной работе.

1. Смирягин А. П., Смирягина Н. А., Белова А. В. Промышленные цветные металлы и сплавы : справочник. — М. : Металлургия, 1974. — 488 с.
2. Feng Li, Jinqiang Ning, Steven Y. Liang. Analytical modeling of the temperature using uniform, moving heat source in planar induction heating process // Appliend Scienses 2019. Vol. 9. — 1445 p.
3. Wesolowski M. Induction heating of thin aluminum layers during depolymerization process // Progress in Applied Electrical Engineering (PAEE 2017). 2017. Р. 8009021.
4. Kozulina T., Galunin S., Blinov K., Blinov Y. Numerical optimization of induction heating systems // Proceedings of the 2016 IEEE North West Russia Section Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering Conference, EIConRusNW. 2016. P. 621–624.
5. Вертлиб И. Л. Обзор современного состояния и перспектив развития протяжных печей и линий для отжига медных и латунных лент. — М. : Гипроцветметобработка, 1969. — 28 с.
6. Ращепкин А. П., Крутилин В. А., Виштак П. А., Кондратенко И. П., Зинченко Т. Р. Индукционный метод нагрева проката из цветных металлов и сплавов // Цветные металлы. 1989. № 1. С. 104–107.
7. Schluckebier D. Induktive blockerwämung (induction billet heating – extrusion billets) // Extrusion Symposium DGM. 1989. P. 87–98.
8. Певзнер М. З., Широков Н. М., Хаютин С. Г. Непрерывная индукционная термообработка лент и полос. — М. : Металлургия, 1994. — 128 c.
9. Kegel K., Starck A. Processes and equipment for induction hea ting and thermal treatment of metals // International Congress on New Developments in Metals Processing. — Düseldorf : METEC'89, 1989.
10. Zhang Y. H., Chen Y. J. Magneto-thermal simulation analysis of the sheet metal in the transverse flux induction heating process // Applied Mechanics and Materials. 2014. Vol. 644–650. Р. 4960–4963.
11. Nacke B., Mühlbauer A., Nikanorov A., Nauvertat G., Schübe H. Transverse flux heating in modern energy saving lines for metal rolling and treatment // Modelling for Saving Resources: International Scientific Colloquium. 2001. P. 147–152.
12. Bobart G. F. Mode of transverse flux induction heat treating of strip advantageously // Indution Heating. 1988. Vol. 55, No. 1. P. 25–29.
13. ГОСТ 2208–2004. Фольга, ленты, полосы, листы и плиты латунные. — Введ. 01.07.2008. — М. : Межгосударственный стандарт, 2007.
14. Авдюшкин О. А., Ефремов Б. Н., Певзнер М. З., Филиппов А. А. Структурные особенности термической обработки латуни Л63 в линиях индукционного отжига // Тезисы Всесоюзной конференции «Производство, применение и свойства медных сплавов общего и специального назначения». — М., 1990. — 49 c.
15. Conrad H. Enhanced phenomena in metals with electric and magnetic fields: I electric fields // Materials Transactions. 2005. Vol. 46. No. 6. P. 1083–1087.
16. Yan Wu, Xiang Zhao, Chang-Shu He, Zhi-Peng Zhao, Liang Zuo, Esling C. Effects of electric field on recrystallization texture evolution in cold-rolled high-purity aluminum sheet during annealing // Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2007. Vol. 17, Iss. 1. P. 143–147.
17. Bhaumik S., Molodova X., Molodov D. A., Gottstein G. Recrystallization behaviour of cold rolled aluminum alloy AA 3103 in a magnetic field // Materials Science Forum. 2007. Vol. 558-559. P. 131–136.
18. Пугачёва Н. Б. Структура промышленных α + β-латуней // МиТОМ. 2007. № 2. С. 23–29.
19. Осинцев О. Е., Федоров В. Н. Медь и медные сплавы. Отечественные и зарубежные марки : справочник. — М. : Машиностроение, 2004. — 336 с.
20. Ефремов Б. Н. Роль фазового перехода в формировании структуры и свойств (α + β)-латуней // Оптимизация свойств и рациональное применение латуней и алюминиевых бронз. — М. : Металлургия, 1988. С. 19–26.
21. Xiao Z., Yang X., Wang J., Fang Z., Guo C. et al. Influence of Fe addition on annealing behaviors of a phosphorus containing brass // Journal of Alloys and Compounds. 2017. Vol. 712. P. 268–276.
22. Кириков С. В., Перевезенцев В. Н., Свирина Ю. В. Компьютерное моделирование кинетики накопления первичных мезодефектов на границах и стыках зерен // Деформация и разрушение материалов. 2018. № 3. С. 20–25.
23. Huang K., Logé R. E., Marthinsen K., Zhao Q. The doubleedge effect of second-phase particles on the recrystallization behaviour and associated mechanical properties of metallic materials // Progress in Materials Science. 2018. Vol. 92. P. 284–359.
24. Yoshiki Mizutani, Takuya Tamura, Kenji Miwa. Effect of electromagnetic vibration frequency and temperature gradient on grain refinement of pure aluminum // Materials Transactions. 2007. Vol. 48, No. 3. P. 538–543.
25. Liu W. C., Li Z., Man C. S. Effect of heating rate on the microstructure and texture of continuous cast AA 3105 aluminum alloy // Materials Science and Engineering: A. 2008. Vol. 478, Iss. 1-2. P. 173–180.
26. Ховова О. М., Жигалина О. М., Думанский И. О. Исследование процесса рекристаллизации деформированных пересыщенных твердых растворов в условиях высоко скоростного нагрева // Металловедение и термическая обработка металлов. 2002. № 10. С. 5–6.
27. Варавка В. Н. Динамический анализ эволюции дефектной среды металлического сплава в условиях сверхбыстрого охлаждения сплавов // Физика металлов и металловедение. 2006. Т. 102, № 1. С. 5–13.
28. Козлов А. Ю., Мхитарян В. С., Шишов В. Ф. Статистический анализ данных в MS Excel. — М. : ИНФРА-М, 2014 — 320 с.
29. ГОСТ 15527–2004. Сплавы медно-цинковые (латуни), обрабатываемые давлением. — Введ. 01.07.2005. — М. : Межгосударственный стандарт, 2004.
30. Кобзарь А. И. Прикладная математическая статистика : для инженеров и научных работников. — М. : ФИЗМАТЛИТ, 2012. — 816 с.
31. Певзнер М. З., Хаютин С. Г. Об управлении непрерывным индукционным отжигом латунной ленты // Производство проката. 2017. № 5. С. 25–30.
32. Певзнер М. З. Индукционный отжиг цветного проката: итоги внедрения и перспективы развития // Производство проката. 2011. № 11. С. 28–38.