Добро пожаловать!
логин *:
пароль *:
     Регистрация нового пользователя

История металлопроизводства Южного Зауралья в эпоху бронзы Страница - 8

Чистая медь

Чистая медь обладает рядом ценных свойств — высокой пластичностью, ковкостью, хорошей свариваемостью. Объемная усадка при литье достигает 2,1 %, в то время как у оловянных бронз она значительно меньше — менее 1 % [Сучков, 1967, с. 8; Смирягин, 1956, с. 38]. Методика расшифровки микроструктур чистой меди подробно описана Н. В. Рындиной и И. Г. Равич при изучении энеолитического и раннебронзового инвентаря с учетом данных эталонов литой и деформированной меди [Рындина, 1971, с. 32-43; 1998, с. 15-20; Равич, Рындина, 1989, с. 91100]. В связи с этим мы остановимся лишь на общих методических принципах, которыми руководствовались при изучении микроструктур чистой меди.

Медные изделия в литом состоянии имеют полиэдрическую (зернистую) структуру. По контурам зерен часто залегают включения эвтектики Cu-Cu2O, намечая контуры полиэдров без травления. При небольшом содержании кислорода в меди включения эвтектики образуют тонкую оторочку вокруг зерен, по мере увеличения его содержания включения эвтектики приобретают вид сетчатых участков. При содержании кислорода 0,39 % сплав имеет чисто эвтектическое строение [Мальцев и др., 1960, с. 16; Рындина, 1971, с. 32-33]. Закись меди Си20 отличается от других примесей характерной окраской — рубиново-красной при просмотре в поляризованном свете. Кислород допускается в меди в небольших количествах, становясь вредной примесью при концентрации более 0,07-0,1 % [Сучков, 1967, с. 8]. Повышенное содержание кислорода в меди снижает пластичность металла как в горячем, так и в холодном состоянии. Количество кислорода (%) в меди рассчитывается по формуле

0,39 • Р

X = --^ О2,

100 2

Где Рэвт — площадь поля зрения шлифа, занимаемая эвтектикой, % [Мальцев и др., 1960, с. 16].

Помимо включений эвтектики Си-Си20 на шлифах можно наблюдать включения сернистой меди, эвтектики свинца и висмута. Расположение, форма и отличительные признаки этих включений при литье подробно описаны Н. В. Рындиной [1971, с. 34].

Деформированная медь

В современной металлографии различают четыре вида деформации при обработке металлов давлением: холодная, неполная холодная, горячая, неполная горячая [Громов, 1978, с. 162]. Холодная деформация происходит при температурах ниже 0,3 абсолютной температуры плавления и сопровождается меж - и внутрикристаллитными нарушениями. При степенях деформации порядка 5-7 % в структуре появляются линии сдвигов, при 25-35 % кристаллы дробятся и вытягиваются в направлении действующей силы. При больших степенях обжатия (55-70 %) зерна, вытягиваясь, принимают определенную ориентацию с образованием волокнистой текстуры. Холодная обработка значительно повышает показатели прочности, резкое повышение упрочнения металла становится причиной его хрупкости [Громов, 1978, с. 117-131].

Под горячей обработкой понимается деформация металла при температуре выше 0,7 абсолютной температуры плавления. При этом виде деформации наряду с упрочнением происходят процессы возврата, полигонизации и рекристаллизации металла наряду с его разупрочнением. Возвратом называется снятие искажений кристаллической решетки в процессе нагрева деформированного металла. При полигонизации беспорядочно расположенные внутри зерна дислокации собираются, создавая ячеистую структуру. Под рекристаллизацией понимается процесс образования новых зерен [Гуляев, 1977, с. 86]. В ходе обработки нарушается первичная литая структура, образуются новые рекристаллизованные равноосные зерна. Величина образующихся зерен зависит от температурного режима обработки, степени и скорости деформации. Металл упрочняется, пустоты сжимаются и завариваются. Прочностные и пластические свойства металла в процессе горячей доработки повышаются [Громов, 1978, с. 144-161].

Неполная холодная деформация происходит при температуре 0,3-0,5 абсолютной температуры плавления. При этом виде обработки упрочнение металла сочетается с его частичным разупрочнением. Для изделий после неполной холодной деформации характерны свойства металла, обработанного вхолодную с заключительным низкотемпературным отжигом.

Неполная горячая деформация характеризуется частично происходящими процессами рекристаллизации и разупрочнения. Она происходит при температуре 0,5-0,7 абсолютной температуры плавления. Структура металла становится рекристаллизованной с наличием деформированных участков [Там же, с. 163-164].

Обращаясь к расшифровке структур деформированного металла, следует иметь в виду, что в древности мастера не могли оперировать строго заданными температурными интервалами. Полагаясь в основном на эмпирические данные, они были в состоянии лишь на глаз по цвету каления определять степень готовности металла после термообработки. По всей видимости, наиболее часто применялись виды деформации по холодному металлу и вгорячую. Но вместе с тем в процессе горячей ковки иногда происходило захолаживание металла, в результате чего ковка приобретала характер неполной горячей. При металлографическом исследовании встречаются также структуры неполной холодной деформации. Холодная ковка очень часто сопровождалась промежуточными отжигами для возвращения пластичности и разупрочнения металла. При этом происходила рекристаллизация с образованием новых полиэдрических зерен и двойников.

 
  • Публикация расположена в следующей рубрике:
  •  

     

    Другие материалы по теме. Литература. История Беларуси.

     

    Www.istmira.ru