Изучение влияния технологических условий изготовления латунных водозапорных устройств на качество готовых изделий

Abstract

В работе исследовано влияние основных операций изготовления латунных шаровых кранов (выплавки, непрерывного литья цилиндрических заготовок, горячей штамповки корпуса детали, механической обработки и последующего поверхностного гальванического никелирования) на качество готового крана. При этом оценивались сплошность материала, т. е. наличие или отсутствие макро- и микротрещин и его твердость. После каждой из названных операций с помощью оптического и сканирующего электронного микроскопов (JEOL JSM 7001F и Carl Zeiss Axio Observer D1m) детально изучена микроструктура и измерена твердость отдельных фаз на микротвердомере Futur Tech FM-800. Установлено, что несплошности материала в литой заготовке по ее поперечному сечению и длине прутка отсутствуют, но отмечаются характерные для литой структуры неоднородности по форме, размеру и количеству основных структурных составляющих, в некоторых местах зафиксированы сплошные цепочки из частиц Pb по межфазным α/β границам. При последующей горячей штамповке полуфабрикатов микротрещины формируются на частицах свинца и неметаллических выделений, образованных элементами-примесями: железом и кремнием. Прочность (твердость) в разных частях штамповки неодинакова из-за разной величины горячего наклепа вследствие различий в степенях деформации и последующей рекристаллизации. В целом твердость деформированной латуни выше литого состояния. В готовом изделии определены зародыши микротрещин, однако технологический этап, когда они формировались, указать определенно нельзя. Они могли быть унаследованы от штамповки или образоваться позднее при обработке резанием в результате действия внутренних напряжений. The effect of the main operations of manufacturing brass ball valves (smelting, continuous casting of cylindrical blocks, hot stamping, machining and subsequent surface nickel plating) on the quality of the finished valve is studied. After each of specified above operations the microstructure was studied by optical and scanning electron microscopy (JEOL JSM 7001F and Carl Zeiss Axio Observer D1m). The hardness of individual phases measured on a Futur Tech FM-800 microhardness tester. The presence or absence of macro and micro cracks and its hardness were evaluated. It has been established that there are no discontinuities in the material in the cast billet along its cross section and the length of the rod. However, inhomogeneities characteristic of the cast structure in shape, size and number of main structural components are noted. In some places along the α/β interfaces continuous chains of Pb particles determined. During the subsequent hot stamping of semi-finished products, microcracks were formed on the particles of lead and non-metallic precipitates, formed by impurity elements: iron and silicon. The strength (hardness) in dif-ferent parts of the stamping is not the same due to the different values of hot work hardening due to diffe-rences in the degrees of deformation and subsequent recrystallization. In general, the hardness of deformed brass is higher than the hardness of brass in cast state. In the finished product the nuclei of microcracks are identified, but the technological stage when they were formed cannot be definitely indicated. They may be a consequence of stamping or cutting as a result of internal tensions.