Способ регулирования долговечности изделия из алюминия, работающего в условиях ползучести
Владельцы патента RU 2502825:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" (RU)
Изобретение относится к обработке алюминия, в частности к регулированию ресурса работы изделий, изготавливаемых из технически чистого алюминия и эксплуатирующихся в условиях ползучести, и может быть использовано в строительстве, производстве двигателей, автомобиле-, авиа- и судостроении, где наибольшее применение находит алюминий и сплавы на его основе. Способ включает измерение относительного изменения скорости ползучести изделия из алюминия, работающего в условиях ползучести, и ускорение или замедление процесса ползучести путем воздействия на изделие постоянным магнитным полем, при этом замедление проводят воздействием магнитным полем с индукцией 0,15-0,3 Тл, а ускорение - воздействием магнитным полем с индукцией 0,01-0,15 Тл. Изобретение позволяет управлять скоростью ползучести технически чистого алюминия в интервале от 55% до 54%, что позволяет изменить долговечность изделий из алюминия, работающих в условиях ползучести. 1 табл., 2 ил.
Изобретение относится к обработке алюминия и сплавов на его основе, и может быть использовано для регулирования ресурса работы изделий, изготавливаемых из технически чистого алюминия и эксплуатирующихся в условиях ползучести. В частности, изобретение может использоваться в строительстве, производстве двигателей, автомобиле-, авиа- и судостроении, где наибольшее применение находит алюминий и сплавы на его основе.
Известен способ ускорения ползучести за счет воздействия электрического тока [1], заключающийся в том, что в процессе ползучести по алюминию пропускают постоянный или переменный электрический ток плотностью до 0,1 А/мм2 (большее значение плотности тока нежелательно, поскольку вызывает нагрев). Электрический ток, проходя по материалу, вызывает ускорение процесса ползучести, причем, чем сильнее электрическое воздействие на материал, тем ползучесть протекает быстрее. Недостатками указанного способа является отсутствие возможности замедления процесса ползучести и ограниченность в применении электрического воздействия (до 0,1 А/мм2).
Наиболее близким к заявленному изобретению является способ управления ползучестью алюминия марки А85 [2], который заключается в том, что к изделию из алюминия, работающему в условиях ползучести, прикладывают разность потенциалов и определяют ее величину. Разность потенциалов создают путем подсоединения одной из пластин металлов с отличной от алюминия работой выхода: Pb, Fe, Сu, Zr, Ni и Ti, в зависимости от значения рассчитанной контактной разности потенциалов, процесс ползучести или замедляют, подсоединяя пластины из Pb, Ti, Fe, Сu, или ускоряют, подсоединяя пластины из Zr, Ni. К недостаткам указанного способа относится недостаточно широкий интервал изменений скорости ползучести - от - 11% до 30% в зависимости от подключаемых металлов.
Задачей изобретения является регулирование долговечности изделия из алюминия, работающего в условиях ползучести, в интервале от - 55% до 54% при помощи воздействия постоянным магнитным полем с индукцией до 0,3 Тл, что позволяет изменить долговечность изделия из алюминия, работающего в условиях ползучести.
Способ регулирования долговечности изделия из алюминия, работающего в условиях ползучести, включающий измерение относительного изменения скорости ползучести алюминиевого изделия, заключается в том, что осуществляют ускорение или замедление процесса ползучести путем воздействия на изделие постоянным магнитным полем, при этом замедление проводят воздействием магнитным полем с индукцией от 0,15 до 0,3 Тл, а ускорение - воздействием магнитным полем с индукцией от 0,01 до 0,15 Тл.
Описание способа поясняется фиг.1 и 2. На фиг.1 изображен возможный способ воздействия постоянным магнитным полем на алюминиевое изделие. Фиг.2 демонстрирует, как меняется скорость ползучести в зависимости от величины индукции магнитного поля. Образец 3 помещается перпендикулярно линиям индукции магнитного поля, созданного электромагнитом 1, на катушки которого подается постоянный электрический ток от стабилизированного источника питания 2.
Исследования процесса ползучести технически чистого алюминия при воздействии постоянным магнитным полем показали, что влияние магнитного поля неоднозначно, возможно как увеличение, так и уменьшение ресурса работы изделий, эксплуатирующихся в условиях ползучести.
В качестве количественного параметра оценки влияния величины индукции магнитного поля на процесс ползучести было выбрано относительное изменение скорости ползучести на линейном участке кривой ползучести, рассчитываемое по соотношению
, где 
- среднее значение скорости ползучести образцов в случае воздействия магнитным полем с разной индукцией, а 
- среднее значение скорости ползучести образца, не подверженного воздействию магнитного поля.
В таблице приведены значения индукции магнитного поля и относительного изменения скорости ползучести алюминия при его действии.
Минимальное значение скорости ползучести достигается при воздействии на алюминий магнитным полем с индукцией 0,3 Тл. Максимальное значение наблюдается при воздействии полем 0,08 Тл. Следует отметить, что (фиг.2) в области 0,1<В<0,2 Тл эффект влияния меняет знак, то есть ползучесть в этом случае замедляется.
Таким образом, для увеличения ресурса изделий из технически чистого алюминия, работающих в условиях ползучести, на 54% целесообразно использовать воздействие постоянным магнитным полем с индукцией 0,08 Тл, а для уменьшения на 55% - 0,3 Тл.
| Значения индукции магнитного поля В, Тл | Относительное изменение скорости ползучести % |
| 0,05 | 0,49 |
| 0,08 | 0,54 |
| 0,15 | -0,08 |
| 0,22 | -0,40 |
| 0,30 | -0,55 |
Способ регулирования долговечности изделия из алюминия, работающего в условиях ползучести, включающий измерение относительного изменения скорости ползучести алюминиевого изделия, отличающийся тем, что осуществляют ускорение или замедление процесса ползучести путем воздействия на изделие постоянным магнитным полем, при этом замедление проводят постоянным магнитным полем с индукцией от 0,15 до 0,3 Тл, а ускорение - воздействием магнитным полем с индукцией от 0,01 до 0,15 Тл.
