Спосіб термічної обробки міді

Спосіб термічної обробки МІДІ З ВМІСТОМ КИСНЮ рівні (4644,4/Т-4,901) Сн2 -10 Де Т - температура нагрівання, яку вибирають в інтервалі 673-1198 К (400-925°С) у вигляді своїх окислів, що включає нагрівання у водневмісному середовищі при температурі, не нижчій від 400°С, який відрізняється тим, що час термічної обробки г 81,734x10" т2 =— 217,280x10' '— 199,710xl0J +62,501, а концентрацію водню Сн2 (%) підтримують на (годин) вибирають ВІД Винахід відноситься до галузі теплотехніки, а більш конкретно - до технології виготовлення теплообмінних поверхонь і може бути використаний в дослідному і серійному виробництві теплових труб, поверхонь нагріву або конденсації, на яких відбуваються процеси фазового переходу теплоносія, а саме рідина пара або пара - рідина, для потреб промислової енергетики, космічної техніки, хімічної промисловості, суднобудування, електроніки Відомий спосіб термічної обробки МІДІ, яка містить кисень у вигляді домішок, при температурі 500°С та вище в середовищі водню, В результаті взаємодії водню з киснем, який зв'язаний в малостійкі, відновлювані воднем окисли, утворюються заповнені парою води пори При деяких значеннях температури і часу обробки межі зерен металу розпушуються, в них з'являються мікронесуцільності, які надалі розвиваються в пори (див книгу Колачев Б А Водородная хрупкость цветних металлов - М Металлургия, 1966, crop 48, 66) До недоліків цього способу відноситься невизначеність температурно-часових режимів утворення пор, а також режими збереження системи пор, що могли б використовуватися як пористий матеріал Як прототип обраний спосіб термічної обробки МІДІ, яка містить кисень у вигляді своїх окислів, в атмосфері водню при температурі вище 400°С Водень відновлює закис МІДІ ВІДПОВІДНО реакції СиО+ Н2-Си + Н2О, а утворювана водяна пара створює внутрішній тиск і в кінцевому підсумку, за рахунок проявлення "водневої хвороби", приводить до утворення пористої структури шляхом розтріскування металу по межах зерен (див книгу Л С Мороз, Б Б Чечулин Водородная хрупкость металлов - М Металлургия, 1967, стор 122) Недоліком цього способу є те, що не у всіх випадках процес відновлення окислів МІДІ супроводжується утворенням тріщин, які в сукупності утворюють пористу структуру, що розвиває поверхню теплообміну і може складати пористу структуру теплових труб, поверхонь нагріву або конденсації, тощо Крім того, при високій температурі обробки уже утворені дефекти мажуть "заліковуватися" і, в результаті, не досягається збільшення площі теплообміну внаслідок відсутності зв'язку між такими температурою та часом термічної обробки, коли ефект "водневої хвороби" проявляється та закріплюється у вигляді пористої структури В основу винаходу поставлено задачу ю 00 о 47085 4 створення способу термічної обробки МІДІ, в якому ВІДПОВІДНИМ часом обробки х2 > х > х1 дозволяють нова ПОСЛІДОВНІСТЬ та температурно-часові не допустити "заліковування" системи тріщин і пор, режими проведення операцій дозволили б що складають розвинену пористу структуру на сформувати розвинену теплообмінну поверхню із теплообмінній поверхні стабільною пористою структурою та забезпечити и Технічна суть пропонованого способу великий ресурс роботи в середовищі пояснюється кресленням (Фіг) низькотемпературних теплоносіїв На (Фіг) показано поверхню теплообміну 1, на Поставлена задача вирішується за рахунок сторонах 2 і 3 якої розміщена система пор та того, що в способі термічної обробки МІДІ з вмістом тріщин 4, що складає розвинену пористу структуру кисню у вигляді своїх окислів, що включає на поверхні 1 нагрівання у водневмісному середовищі при При реалізації способу виготовлену з МІДІ, температурі, не нижчій від 400°С, час обробки х наприклад марки М1, поверхню 1 знежирюють по (годин) вибирають ВІДОМІЙ технології (див, наприклад, книгу Черепний Н В Основы очистки, обезгаживания и откачки в від вакуумной технике - М Советское радио, 1987 0,9190*10° 4,9162*10' 3,4941 * 1ІГ + 2,7291 408с) і завантажують в муфельну піч Визначають 3 Т Т концентрацію водню в муфелі ВІДПОВІДНО ДО співвідношенню а 8 1 , 7 3 4 * 10 217,280*10 6 199,710*10^ (4644,4/Т-4,901) Сн2 -10 -62501 J z T T I в залежності від вибраної в інтервалі 673 + а концентрацію водню С н (%) підтримують на 1198К температури нагрівання при термічній обробці Наприклад, для Т - 673К розрахункова рівні величина С н - 100%, а для температури Т (4644,4/Т-4,901) Сн2 -10 де Т - температура нагрівання, яку вибирають в інтервалі 673 -1198 К (400 - 925°С) Нагрівання МІДІ З ВМІСТОМ КИСНЮ у вигляді своїх окислів (мідь марок М1, , М5) (див книгу Л С Мороз, Б Б Чечулин Водородная хрупкость металлов - М Металлургия, 1967, стор 128 "чистая по кислороду медь к водородной хрупкости не склонна") при температурі від 400°С (673К) (див книгу Л С Мороз, Б Б Чечулин Водородная хрупкость металлов - М Металлургия, 1967, стор 122 - "медь, содержащая кислород в виде своих окислов охрупчивается в атмосфере водорода с температуры 400°С") до 925°С (1198 К) (див статтю В А Дымченко, А П Попович Водородная болезнь спеченной меди Порошковая металлургия, 1983, №5, стор 25 - 28) в водневмісному середовищі при концентрації водню від 100% при температурі 400°С (див книгу Л С Мороз, Б, Б Чечулин Водородная хрупкость металлов - М Металлургия, 1967, стор 122) до 0,5% при температурі вище 973К (див, книгу Б А Колачев Водородная хрупкость цветных металлов - М Металлургия, 1966, стор 236) та менше 0,5% (приблизно 0,1%) при температурі 1198К (925°С), причому час термічної обробки вибирають в залежності від температури термічної обробки від 3,4941 * 1ІГ 0,9190*10° 4,9162*10' Т Т3 + 2,7291 ДО 81,734* 10 а 217,280*10 6 199,710*10^ -62501 Т° Tz і при концентрації водню в воденьмісткому середовищі (4644,4/Т-4,901) Сн2 -10, дозволяє отримати розвинену теплообмінну поверхню із стабільною пористою структурою на МІДІ Вибрані режими температури обробки (від 400 до 925°С або від 673 до 1198К) одночасно з 1198К величина Сн - 0,0946 и 0,1%, Для температур, величини яких знаходяться між значеннями від 673 до 1198 К концентрація водню буде знаходитися в інтервалі 0,1 + 100% Наприклад, для Т - 973К величина С н - 0,745 « 0,8%, для Т-773К величина С н -12,8%, а для Т 723К величина С н - 33,3% Заповнюють муфель воднем (при вибраній температурі нагрівання Т 673К) або сумішшю водню з повітрям, наприклад Сн2 -12,8% приТ-773К Далі визначають інтервал часу термічної обробки в залежності від вибраної температури нагрівання Наприклад, для Т - 673 інтервал часу обробки становить від х1 - 4,86год (4год 50хв) до х2 - 22 66год (22год 40хв) Для Т - 1198К цей інтервал становить х1 - 0,017год (1хв), х2 0,346год (20хв) Для Т - 773К х1 - 2,4год (2год 24хв), х2-9,181год (9год 11хв) Для Т - 723К х1 3,417год (Згод 25хв) х2 - 14,324год (14год 19хв) Тобто, ефект буде отриманий для кожної з вибраних температур при часовій витримці, що ЗМІНЮЄТЬСЯ ВІДПОВІДНО для Т - 673К від х1 - 4год 50хв, дляТ-1198К відхі -1хв для Т - 773К від х1 - 2год 24хв для Т - 723К від х1 - Згод 25хв Інтервал часу термічної обробки визначається по формулам 4,9162 * 10 і 3,4941 * 10" Т3 0,9190 * 10° 81,734* 10 9 217,280* 1 0 6 199,710*10^ Т' Т Т + 2,7291 -62501 Після охолодження печі до кімнатної температури виймають з неї муфель та дістають з нього поверхню 1 з отриманою пористою 47085 структурою В результаті здійснення способу отримують розвинену теплообмінну поверхню із стабільною пористою структурою Вказані операції та режими їх проведення забезпечують одержання розвиненої теплообмінної поверхні із стабільною пористою структурою Приклади здійснення способу приведені в таблиці В якості конструкційного матеріалу при проведенні ДОСЛІДІВ використовувалась мідь марок М1 і МЗ Дослідження проводились при п'яти робочих температурах, що знаходяться в визначеному температурному діапазоні 673 -ь 198К (режими N2 -ь 6), а також при температурі, трохи нижчій від мінімальної (Т - 653К - режим N1) та дещо вищій від максимальної (Т - 1273К - режим N7) Концентрація водню в муфелі підтримувалась на постійному рівні та відповідала величинам, розрахованим по співвідношенню (4644,4/Т-4,901) Сн2 -10 Таблиця №№п / п 1 2 3 4 5 6 7 Температура термічної обробки 653 723 843 963 1083 1188 1273 Час, год 5,0 15,0 24,0 2,5 5,0 14,0 1,5 3,0 6,0 0,4 1,5 3,0 0,2 0,8 1,5 0,04 0,1 1,0 0,05 0,1 0,8 100 0 0 0 33,7 Концентрація водню, % 4,1 0,84 0,25 0,1 0,05 сл + + 3 сл + 3 + + 3 Позначення в таблиці 0 - відсутність помітних змін поверхні, сл - поява видимих дефектів поверхні (тріщини, впадини), + - стійкий стан утворених дефектів поверхні, З - зникання (зарощування) та зливання + + 3 0 0 0 0 0 0 дефектів поверхні, - - досліди не проводились Як показує аналіз даних таблиці, тільки здійснення способу по запропонованим режимам дозволяє сформувати розвинену теплообмінну поверхню із стабільною пористою структурою 47085 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044) 456 - 20 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71