Оглавление:
Понятие о термообработке сплавов с переменной растворимостью компонентов
- Понятие термической обработки сплавов, в которых растворимость компонентов изменяется Многие нелегированные термические обработки, такие как алюминий, титан и другие, основаны на наличии ограниченной, зависящей от температуры взаимной растворимости в компонентах.
При отсутствии такой зависимости термообработка, направленная на существенное изменение природы сплава, невозможна. Этот вид термической обработки проводят для упрочнения сплава. Его схема предусматривает, что двухфазный сплав нагревают до
полной температуры плавления избыточной фазы с получением однофазной структуры (см. Рисунок). 3.5, область над линией FC). Людмила Фирмаль
Этот сплав был закален с образованием однофазной структуры пересыщенного твердого раствора и повторно нагрет до низкой температуры с образованием эффективной фазы, особенно дислокационной структуры закаленного сплава. Данная схема рассматривается в связи с термической обработкой твердой мозговой оболочки, в основе которой лежит сплав первой части системы A1-si 118 (рис. 5.7).
Их содержание меди несколько ниже C’. При закалке сплава 1 он нагревается до точки Т и после выдержки быстро остывает в воде. В этом случае фиксируется пересыщенный, неустойчивый твердый раствор меди в алюминии. Это решение является альтернативным решением. В нем, в отличие от раствора металлов, нет значительного напряжения в кристаллической решетке, большого внутреннего напряжения или типа межатомной связи, которая прочнее, чем в металлах.
- В связи с этим характер Первый участок диаграммы состояния системы рис 5.7 А1-Си ка не дает существенного увеличения прочностных характеристик, особенно твердости. Но правильно подобранный после закалки нагрев-старение-позволяет существенно изменить дислокационную структуру сплава и увеличить твердость в два-три раза.
Во время созревания происходит следующая стадия его распада, зависящая от температуры нагрева в пересыщенном твердом растворе. 1. Образование так называемой зоны Гинье-Престона(ГП) представляет собой дисково-пластинчатую область твердого раствора, в которой растворенные компоненты (в данном случае медь) имеют высокую концентрацию. Диаметр зоны ГП составляет 10-50 Нм, а толщина-несколько атомных слоев.
Температура на начальной стадии распада зависит от природы компонентов. Людмила Фирмаль
Для алюминиевого сплава он колеблется от 50 до 80 ° C от комнатной температуры. Чем ниже температура, тем дольше длится этот этап. Например, при обработке твердой мозговой оболочки при комнатной температуре требуется до 5-6 дней, при 50-80 ° С-до 3 дней. 2. Образование неустойчивых и метастабильных дисперсных частиц химических соединений, их состав и кристаллическая структура изменяются с повышением температуры. Число этих частиц очень велико, а расстояние между ними слишком мало для свободного движения дислокаций.
Важной особенностью образующегося метастабильного химического соединения является наличие когерентной связи с кристаллической решеткой обедненного основного раствора. Эта стадия протекает при более высоких температурах (80-150°С для алюминиевых сплавов). Его продолжительность составляет до суток. 3. Стабильное, изолированное образование частиц химических соединений, четко различимых в нормальном растворе при наблюдении 119микроскоп. В Дюралюминиях такими частицами являются зерна sia12, которые наблюдаются в нормальных а-растворах. Эти частицы на несколько порядков крупнее включений в неизолированной метастабильной фазе.
Расстояние между ними достаточно велико для свободного прохождения дислокации. Для формирования наиболее эффективных дислокационных структур используют выраженное торможение дислокаций и старение, происходящее на 1-й и 2-й стадиях коррозии, что обеспечивает значительное упрочнение сплава. В алюминиевых сплавах 1-я стадия распада происходит при комнатной температуре. Такое старение называют естественным, то есть оно не требует специального нагрева. Старение на 2-й стадии распада называется искусственным. В более сложных сплавах выделяется только искусственное старение, так как обе стадии старения протекают при гораздо более высокой температуре, чем в помещении («естественном»).
Нетрудно понять, что основной причиной упрочнения сплавов после упрочнения и старения является образование высокодисперсных неизолированных частиц в зоне ГП и метастабильных соединений, а также эффективная остановка дислокационной структуры этих сплавов. Некоторые марки жаропрочных сталей и сплавов, в том числе никель, подвержены старению. Что касается дислокаций, то они образуются источниками Франка—Рида при закалке под действием тепловых напряжений и соизмеримых сил, возникающих в сплаве. Плотность дислокаций при старении вплоть до начала стадии 3 существенно не уменьшается.
Кроме того, при пластической деформации под нагрузкой указанные выше стопоры сами являются факторами, способствующими образованию источников Франк-Рида и созданию новых дислокаций. Третья стадия старения приводит к уменьшению плотности дислокаций и размягчению сплава за счет образования крупных, рассеянных включений стабильного химического соединения Sia12 в обычном а-растворе.
Смотрите также:
