ФГАОУ ВО «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина», Екатеринбург, Россия:

Г. А. Ткачук, ст. преподаватель, эл. почта: g.shardakova@mail.ru
В. А. Мальцев, директор
В. В. Шимов, заведующий кафедрой
О. А. Чикова, профессор

Приведены результаты металлографического изучения дефектов технологического происхождения, встречающихся в легированных деформируемых латунях Л63, Л68, ЛС 59-1А и меди М2 в условиях ПАО «Ревдинский завод по обработке цветных металлов». Микроструктура образцов исследована традиционными методами оптической микроскопии. Изучена эволюция дефектов технологического происхождения на различных стадиях технологической обработки: слиток, прессовая заготовка, прокатная заготовка, термообработка, протяжка. Обнаружены дефекты трех типов: экзогенные неметаллические включения, включения ликвационного происхождения, несплошности и поры. Корреляция между характеристиками микроструктуры металла и присутствием дефектов технологического происхождения не обнаружена. Показан переход от одного типа дефектов (экзогенные неметаллические включения, ликвационные включения и поры), которые не были удалены на начальной стадии обработки, к другому (трещины), что приводит к разрушению заготовки на одной из последних стадий обработки. Выявлено, что при приближении к трещине в заготовке из латуни Л68 появляется двухфазная (α + β) структура. Кроме основных фаз (α-твердый раствор легирующих элементов в меди и β-фаза на основе электронного соединения CuZn) заготовки из свинцовой латуни ЛС 59-1А содержат частицы свободного свинца. Включения свинца и экзогенные неметаллические включения локализуются на границах зерен или в междендритных областях. Экзогенные неметаллические включения присутствуют в микроструктуре латуней Л63, Л68, ЛС 59-1А и меди М2 на всех стадиях технологического процесса. Установлено, что без контроля качества металлопродукции металлографическим методом невозможно обеспечить надежную работу машин и конструкций ответственного назначения.

1. Пугачева Н. Б., Овчинников А. С., Лебедь А. В. Анализ дефектов промышленных заготовок из латуней // Цветные металлы. 2014. № 10. С. 71–77.
2. ГОСТ 32597–2013 Медь и медные сплавы. Виды дефектов заготовок и полуфабрикатов. — М. : Стандартинформ, 2014. — 28 с.
3. Copper Development Association Inc. and ASTM International ASTM Standard Designations for Wrought and Cast Copper and Copper Alloys. New York, 2004.
4. Kutz M. Mechanical engineers handbook. Oxford: Wiley, 2015. 4224 p.
5. Мальцев В. М. Металлография промышленных цветных металлов и сплавов. — М. : Книга по Требованию, 2012. — 367 с.
6. Pugacheva N. B., Pankratov A. A., Frolova N. Yu., Kotlyarov I. V. Structural and phase transformations in α + β brasses // Russian Metallurgy (Metally). 2006. № 3. P. 239–248.
7. Hameed A. H., Abed A. T. Effect of secondary cooling configuration on microstructure of cast in semi-continuous casting of copper and brass // Applied mechanics and materials. 2014. Vol. 575. P. 8–12.
8. Bagherian E.-R., Fan Y., Abdolvand A., Cooper M., Frame B. Investigation of the distribution of lead in three different combinations of brass feedstock // International Journal of Metalcasting. 2016. Vol. 3. P. 338–341.
9. Momeni A., Ebrahimi G. R., Faridi H. R. Effect of chemical composition and processing variables on the hot flow behavior of leaded brass alloys // Materials Science and Engineering: A. 2015. Vol. 626. P. 1–8.
10. Muikku A., Hartikainen J., Vapalahti S., Tiainen T.  Experimental work on possibilities to predict casting defects in LPDC brass castings // Materials Science Forum. 2006. Vol. 508. P. 561–566.
11. Garagnani G. L., Piasentini F., Cesa G. V. P. Microstructural and mechanical characterization of foundry copper alloys for artistic applications // Metallurgia Italiana. 2006. Vol. 98. P. 39–46.
12. Nagata S., Kai H., Enokizono M. Non-destructive evaluation for internal defect of metal casting // Materials Science Forum. 2011. Vol. 670. P. 151–157.
13. Liu Y., Liu J., Zhang S., Li H., Wu J. Formation mechanism and control measures on surface cracks on TP2 copper tube in horizontal continuous casting // Special Casting and Nonferrous Alloys. 2016. Vol. 36. P. 975–979.
14. Liu J.-S., Chen D.-Y., Chen L.-P., Zhang S.-H. Effect of annealing treatment on microstructure and mechanical properties of TP2 copper tubes // Transactions of Materials and Heat Treatment. 2016. Vol. 37. P. 107–113.
15. Fatemi A., Morovvati M. R., Biglari F. R. The effect of tube material, microstructure, and heat treatment on process responses of tube hydroforming without axial force // International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2013. Vol. 68. P. 263–276.