Методики оценки температуры нагрева на пожаре металлических конструкций и изделий с помощью металлографического анализа

Оценка температуры нагрева медных проводников

Методика оценки температуры нагрева на пожаре медных проводников была предложена в работе [58]. В настоящих рекомендациях методика приведена с исправлениями.

Дополнительные сведения о получаемых микроструктурах можно получить из Атласа микроструктур [51].

Исследование влияния температуры и длительности теплового воздействия на микроструктуру медных проводников

В работе [58] приводятся результаты серии экспериментов по нагреву медных проводников при различных температурах и длительностях. В качестве образцов для исследования использовали медные проводники диаметром 1,5, 2 и 3 мм. Образцы проводников подвергали изотермическому отжигу в шахтной электропечи в течение 40 мин при различных температурах (от 200 до 1100 ⁰С) в нормальной атмосфере. Охлаждение образцов осуществляли на воздухе.

Пробоподготовку и анализ микроструктуры медных проводников выполняли аналогично условиям, приведенным в разделе 2.4.1.

По представленным фотографиям микроструктур меди на поперечном срезе (рисунок 2.76) определяли размер зерна[‡]. Данная процедура выполнялась следующим образом: на фотографии прочерчивалась прямая линия длиной 100 мм, подсчитывалось количество зерен, которые пересекла линия, и определялся размер зерна по формуле:

где d – размер зерна; L – длина прочерченной линии; N _шт_. – количество зерен, пересеченных линией; Х – увеличение оптического микроскопа.

Полученные данные приведены в таблице 2.17 и на рисунке 2.71.

Таблица 2.17 - Размер зерна медных проводников при различных температурах и длительностях отжига (охлаждение на воздухе)

Температура нагрева, °С	Время отжига, мин				Усредненный размер зерна, мкм
Температура нагрева, °С	20	40	60	90	Усредненный размер зерна, мкм
200	10	10	10	10	10
300	10	10	10	15	10
400	15	15	15	15	15
500	15	15	20	25	19
600	20	20	25	35	25
700	25	25	45	50	36
800	35	60	70	105	67
900	120	125	145	155	136
1000	160	160	190	230	185
1100	185	165	220	315	221

В результате проведенных исследований установлено следующее:

- зерна после нагрева медных проводников и охлаждения на воздухе имеют равноосную форму;

- с увеличением температуры нагрева размер зерна увеличивается; интенсивность роста зерен до 600 - 700 ⁰С незначительная, а от 700 ⁰С - резко возрастает до достижения температуры 1000 ⁰С;

- с увеличением продолжительности нагрева средний размер зерен практически не увеличивается, поэтому зависимость размера зерна от температуры можно представить в виде одной кривой, не зависящей от продолжительности нагрева (рисунок 2.72);

- рассчитанный размер зерна для каждой температуры нагрева позволяют определить температурные зоны на пожаре по образцам медных проводников, изъятых с места пожара;