СПОСОБ ИЗМЕНЕНИЯ МИКРОТВЕРДОСТИ ИЗДЕЛИЯ ИЗ ТЕХНИЧЕСКИ ЧИСТОГО АЛЮМИНИЯ
METHOD OF ALTERATION OF MICROHARDNESS OF PRODUCT OF TECHNICALLY PURE ALUMINUM

Изобретение относится к обработке цветных металлов, а именно к изменению физико-механических свойств алюминия. Способ может быть использован во всех отраслях промышленного производства. В частности, изобретение может использоваться в строительстве, автомобиле-, авиастроении, где наибольшее применение находят алюминий и сплавы на его основе.
Известен способ обработки металлов и сплавов, включающий обработку импульсными концентрированными потоками энергии [1]. В указанном способе в приповерхностном слое меди толщиной до половины расчетной толщины скин-слоя (0,5 мкм) микротвердость повышается в 3-5 раз. Недостатками указанного способа являются наличие ударных нагрузок при импульсном воздействии и увеличение энергетических затрат при увеличении импульса.
18
2
Наиболее близким к заявленному является способ обработки алюминиевых сплавов [2]. Данный способ включает облучение изделий радиоизотопным источником электронов, содержащим смесь радиоактивных изотопов стронция 90 и иттрия 90, в интервале интегральных потоков от 10 до 10 эл/см. Техническим результатом изобретения является то, что предложенный способ позволяет увеличить твердость или пластичность алюминиевых сплавов, а также то, что он является экономичным и эффективным. Недостатком указанного способа является облучение радиоизотопным источником электронов, содержащим смесь радиоактивных изотопов стронция 90 и иттрия 90.
Техническим результатом изобретения является управление микротвердостью технически чистого алюминия с помощью подключения различных по массе разнородных металлов с отличной электронной плотностью от исследуемого образца, что позволяет увеличивать или уменьшать значения микротвердости изделий из алюминия.
Сущность способа изменения микротвердости изделия из технически чистого алюминия состоит в том, что он включает изменение энергетического состояния образца путем внешнего воздействия, которое создают путем осуществления контакта между соединенных проводником изделием и пластиной из металла с отличной электронной плотностью от исследуемого изделия.
На фиг.1 изображен способ изменения электрического состояния исследуемого образца (1 - образец; 2 - изоляционный слой; 3 - индентор; 4 - подключаемый металл; Р - нагрузка на индентор). Фиг.2 (а и б) демонстрирует, как меняются относительные значения микротвердости в зависимости от присоединяемого металла и его массы.
Изменение энергетического состояния технически чистого алюминия осуществляют за счет изменения внешнего электрического воздействия, которое создают путем осуществления контакта между соединенных проводником изделием и пластиной из металла с отличной электронной плотностью от исследуемого изделия (фиг.1). Металл, используемый для проводника, согласно закону Вольта не оказывает никакого влияния.
Me
Наблюдаемый эффект, состоящий в изменении микротвердости при указанном выше воздействии, удобно оценивать безразмерным отношением , где  и  - средние значения микротвердости исследуемого металла при заданном электрическом воздействии на него и без него (нагрузка на индентор различная), соответственно. Величина изменения микротвердости иллюстрируется таблицей, в которой показано абсолютное и относительное изменение микротвердости алюминия при присоединении к нему пластин из других металлов (подключаемый металл указан в скобках). Из таблицы видно, что существует связь между микротвердостью при влиянии разнородных металлов, причем функция Q(m) имеет экстремальный характер:
Zr
Zr
-3
- для Al зависимость Q(m) имеет экстремум Qmax≈0,13 при m≈4·10 кг,
Cu
Cu
-3
- для Al зависимость Q(m) имеет экстремум Qmax≈0,15 при m≈10·10 кг,
Sn
max
Sn
-3
- для Al зависимость Q(m) имеет экстремум Q≈0,14 при m≈930·10 кг.
Видно, что все полученные изменения указывают на увеличение либо уменьшение микротвердости исследуемого металла.
Максимальные изменения микротвердости алюминия при присоединении разнородных металлов
Металл
<img file="00000003.tif" he="5" wi="7" img-content="undefined" img-format="tif" />, МПа
<img file="00000002.tif" he="5" wi="8" img-content="undefined" img-format="tif" />, МПа
Q
Al (Sn)
319
368
0,14
Al (Cu)
248
286
0,15
Al (Zr)
202
228
0,13
Источники информации
1. Заявка на изобретение РФ 94008808. МПК C22F 3/00. Способ обработки металлов и сплавов. Диденко A.H. (RU), Вернигоров H.C. (RU), Козлов Э.B. (RU), Сулакшин A.C. (RU), Шаркеев Ю.П. (RU), Шулов B.A. (RU). Заявка №94008808/02, 16.03.1994. Опубл. 10.04.1996.
2. Заявка на изобретение РФ 2225458 С2, МПК C22F/00. Способ обработки алюминиевых сплавов. Коршунов А.Б. (RU), Жуков Ю.H. (RU), Голубцов H.B. (RU), Самохвалов Г.B. (RU), Улимов B.H. (RU), Шестериков C.A. (RU), Вологдин Э.H. (RU), Аверьянова T.M. (RU), Гардаш B.B. (RU). Заявка №2002108574/02, 04.04.2002. Опубл. 10.03.2004.