![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Закалка сплавов с переменной растворимостью
(без полиморфного превращения)
состоит из нагрева до температур растворения избыточной фазы и получения однородного твердого раствора с быстрым охлаждением для фиксации пересыщенного твердого раствора и получения структурно неустойчивого состояния. Этот вид закалки характерен для сплавов алюминия с медью – дюралюминия.
Дюралюминий содержит 3, 8-4, 8 % меди. В отожженном (исходном) состоянии структура – твердый раствор атомов меди в решетке алюминия и частицы CuAl 2. Механические свойства такой структуры: предел прочности sВ=21 кг/мм2, относительное удлинение d=15 %. Нагрев проводят выше температуры, соответствующей линии предельной растворимости для того, чтобы растворились частицы CuAl 2 и атомы меди внедрились в решетку алюминия. При быстром охлаждении (при закалке) атомы меди не успевают «покинуть» решетку алюминия. Так как, судя по диаграмме, при комнатной температуре в алюминии может раствориться не более 0, 5 % меди, а на самом деле там содержится Такая структура термодинамически очень нестабильна, поэтому уже при комнатной температуре спустя несколько минут начинаются изменения, а сам процесс называется старением. При комнатной температуре – естественное старение, а при нагреве – искусственное старение. При старении происходят процессы в три стадии: I стадия – атомы меди в результате диффузии концентрируются в определенных местах кристаллической решетки, образуя зоны Гинье-Престона. II стадия (при 100-200 °С) – концентрация меди в этих местах достигает 50 %, соответствующего соединению CuAl 2. Образуется это соединение, решетка которого когерентно связана с решеткой твердого раствора (т.е. у них есть общие атомы). При этих двух стадиях создаются высокие напряжения, в результате чего значительно повышаются твердость и прочность (sВ=42 кг/мм2). III стадия – происходит разрыв когерентности, напряжения снимаются, твердость и прочность уменьшаются. IV стадия – коагуляция (рост) частиц CuAl 2, дальнейшее понижение свойств.
Сочетание закалки со старением практически всегда предполагает получение более высокого уровня свойств (твердости, характеристик прочности, коэрцетивной силы, удельного электросопротивления и др.) по сравнению с отожженным состоянием.
Отпуск и старение – термическая обработка, в результате которой в предварительно закаленных сплавах происходят фазовые превращения, приближающие их структуру к равновесной. В большинстве сплавов после закалки получают пересыщенный твердый раствор (или смесь твердых растворов); в этом случае основной процесс, происходящий при отпуске или старении, - распад пересыщенного твердого раствора. Термин " отпуск" используют обычно применительно к сталям и другим сплавам, испытывающим при закалке полиморфное превращение (двухфазные алюминиевые бронзы, некоторые сплавы на основе титана; термин " старение" – применительно к сплавам, не претерпевающим при закалке полиморфного превращения (сплавы на основе алюминия, аустенитные стали, никелевые сплавы и др.).
|