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

История металлопроизводства Южного Зауралья в эпоху бронзы Страница - 9

В практике археологической металлографии наибольшие трудности вызывает разграничение изделий, продеформированных вгорячую, и предметов, обработанных вхолодную, а затем отожженных. Во всех этих случаях структуры будут однозначными — рекристаллизованными. Определить температурный режим обработки помогают характер расположения включений, химический состав и количественные показатели по отдельным элементам. Так, при горячей деформации включения в меди приобретают округло-овальные очертания и четкую плавную вытянутость вдоль шлифа. Холодная доработка раздробляет их и придает им неправильную угловатую форму [Рындина, 1971, с. 37]. Повышенные концентрации свинца (выше 0,03 %) и висмута (более 0,005 %) делают невозможной горячую деформацию меди и бронз, вызывая растрескивание металла, появление так называемых трещин красноломкости [Мальцев и др., 1960, с. 13-16]. Эти элементы образуют с медью эвтектики, состоящие почти из чистых металлов и залегающих в основном по границам зерен. С повышением температуры свинец (выше 327 °С) и висмут (свыше 271 °С) переходят в жидкое состояние и в местах их наибольшего скопления при горячем обжатии металл дает трещины [Смирягин, 1956, с. 24; Сучков, 1967, с. 14]. Таким образом, если металл содержит повышенные концентрации свинца и висмута и имеет рекристаллизованную структуру без видимых трещин красноломкости, то правомерен вывод о проведении холодной доработки с промежуточными отжигами.

Но в отличие от бронз в медных изделиях отрицательные свойства висмута могут быть нейтрализованы одновременным присутствием кислорода или же мышьяка и сурьмы [Рындина, 1971, с. 37-38]. При наличии олова вредное влияние свинца и висмута увеличивается. С целью уточнения температурных режимов кузнечной обработки меди были созданы модельные образцы меди с мелкими и крупными исходными зернами, которые подвергались обжатиям в 50 % вгорячую и вхолодную, а также отжигам в интервале температур 200-1000 °С [Равич, Рындина, 1989, с. 91-100]. В процессе экспериментальных работ была прослежена взаимосвязь между температурой отжига, твердостью, величиной зерна исходной меди и степенью разнозернистости рекристаллизованной меди после горячей ковки и холодной с последующим отжигом. Эти показатели позволили определять в каждом конкретном случае температурные интервалы нагрева меди при ковке. Так, сочетание деформированной волокнистой структуры с микротвердостью 120-130 кг/мм2 говорит о том, что медь ковали вхолодную и отжигали после литья или ковали при температуре не выше 250 °С. Наличие подобной же структуры, но при более низких значениях твердости (110-115 кг/мм2) свидетельствует о том, что медь ковали при температуре 200-550 °С. Присутствие полностью рекристаллизованной структуры с зерном 0,05-0,08 мм и микротвердостью 65-75 кг/мм2 говорит о том, что нагрев меди осуществлялся в интервале 600-800 °С. Подобная структура с той же твердостью, но более крупным зерном (до 0,2 мм) характерна для температур 900-1000 °С [Равич, Рындина, 1989, с. 99].

В ходе экспериментов удалось выяснить, что значительная разнозернистость не всегда служит признаком горячей ковки [Там же, с. 98]. Так, значительная разнозернистость характерна для деформированной меди в следующих случаях: после холодной ковки и отжига при температуре 900-1000 °С и после горячей ковки исходной крупнозернистой меди в интервале температур ее неполной рекристаллизации 500-800 °С. В этих случаях коэффициент разнозерни-стости достигает 8-20. По опытным образцам было также определено и снижение микротвердости меди после отжига при 700 °С в течение часа. Ранее считалось, что значительный разрыв в показателях твердости металла до и после опытного отжига свидетельствует о его горячей обработке, в то время как близость замеров показателей микротвердости говорит о холодной ковке с промежуточными отжигами. Подобное снижение твердости происходит после ковки меди с крупным зерном при температуре 1000 °С и после ковки меди с исходным зерном 0,15 мм при температуре 600-800 °С. Был сделан вывод о том, что уменьшение твердости после опытных отжигов безусловно свидетельствует о горячей ковке меди, но вместе с тем отсутствие этого показателя не исключает возможности горячей ковки. Таким образом, разграничение холодной ковки с промежуточными отжигами и горячей ковки требует суммарного учета всех факторов микроструктурного исследования: формы и характера включений, наличия красно - и хладноломких составляющих, данных качественного и количественного состава металла, замеров микротвердости, размеров зерна и т. д.

При реконструкции технологических схем изготовления изделий важным моментом является определение степеней деформирующего воздействия. Решение этого вопроса взаимосвязано с выяснением технологического варианта обработки предмета: использование литых заготовок с незначительной последующей доработкой ковкой или же получение литого полуфабриката с существенной кузнечной доработкой. В первом случае микроструктура медных изделий сохраняет в целом сетчатое строение включений эвтектики Си-Си20, хотя они могут быть слегка вытянуты в направлении деформирующей силы [Рындина, Орловская, 1978, с. 288]. Существенные степени обжатия металла (свыше 50-60 %) ведут к кардинальной перестройке первоначальной литой структуры. При этом скопления эвтектики Си-Си20 разбиваются деформацией и проибретают продольную вытянутость в виде параллельных цепочек. Линзовидно-вытянутые очертания приобретают и прочие неметаллические включения, запрессовываются литейные поры [Боч-вар, 1940, с. 271; Рындина, Орловская, 1978, с. 188]. Направленные виды деформации — ковка на наковальне с желобком либо с прокладкой, изгиб, прошивка отверстий — вызывают перераспределение включений, которые отражают характер течения металла при деформации. Так, при прошивке включения становятся слоистыми и вытягиваются вдоль отверстия. При ковке на наковальне с желобком они имеют вид вытянутых параллельных цепочек [Рындина, 1971, с. 39].

 
  • Публикация расположена в следующей рубрике:
  •  

     

    Другие материалы по теме. Литература. История Беларуси.