Оглавление:
Термическая обработка сплавов, не связанная с фазовыми превращениями в твердом состоянии
- Термическая обработка сплавов, не связанных с твердофазным превращением Термическая обработка проводится независимо от того, происходит ли в сплаве твердый фазовый переход. Такая обработка Например, он используется для уменьшения остаточного напряжения изделия, перекристаллизации расплава пластически деформированного полуфабриката и уменьшения сегрегации внутри слитка или кристалла отливки.
Соответствующая операция термической обработки является разновидностью отжига. Отжиг (нагрев), рекристаллизационный отжиг, диффузионный отжиг (гомогенизация) для уменьшения напряжения. Состояние сплава после термического воздействия будет более сбалансированным. Нагрев для снятия остаточного напряжения. Многие технические воздействия на заготовку сопровождаются появлением остаточных напряжений
в заготовке. Остаточное напряжение уравновешивается объемом детали. Людмила Фирмаль
Большие остаточные напряжения возникают в отливках и полуфабрикатах, которые неравномерно охлаждаются после прокатки или ковки, холоднодеформированных полуфабрикатах или заготовках, прутках в процессе правки, сварных соединениях и при закалке. Остаточные напряжения, которые возникают в этих случаях, часто не являются желательными для bcci®.
Они могут вызвать деформацию детали при обработке или эксплуатации резанием, а в сочетании с напряжением от внешних нагрузок могут вызвать преждевременное разрушение или деформацию конструкции. Увеличение подачи упругой энергии (например, в сварных конструкциях) увеличивает возможность хрупкого разрушения за счет остаточных напряжений. stress. In многие сплавы, как правило, трескаются в присутствии агрессивных сред.
- Величина остаточного напряжения может достигать предела текучести. Для уменьшения остаточного напряжения, продукт heated. As температура повышается, предел текучести уменьшается, поэтому пластическая деформация происходит за счет остаточных напряжений, которые снижаются до уровня предела текучести металла при температуре нагрева. В горных породах и чугунных деталях остаточное напряжение значительно снижается при старении при температуре 450°С.
После выдержки при температуре 600°С напряжение падает до очень низкого значения. Время выдержки устанавливается от нескольких часов до нескольких десятков часов, что зависит от веса изделия. В сплавах на основе меди и алюминия остаточные напряжения значительно снижаются при низких температурах нагрева. Для example.
In холодноформованные латунные полуфабрикаты, остаточные напряжения практически полностью снимаются при отжиге при температуре 250-300°С. Людмила Фирмаль
В конце выдержки при определенной температуре изделие медленно остывает, что предотвращает возникновение новых напряжений. Допустимая скорость охлаждения зависит от массы изделия, его формы и теплопроводности. material. It обычно находится в диапазоне 20-200°c / ч. Szatziomny рекристаллизационного отжига. Нагрев деформированных полуфабрикатов или деталей выше температуры рекристаллизации называется рекристаллизационным отжигом.
В процессе старения в основном происходит перекристаллизация. Скорость охлаждения этого типа отжига незначительна. Обычно охлаждение в конце экспозиции осуществляется мягким воздухом. Целью отжига является получение заданного размера зерна, получение специфической кристаллической структуры, снижающей прочность деформируемого металла, восстанавливающей пластичность и производящей анизотропию свойств.
Рекристаллизационный отжиг часто используется в качестве размягчающей обработки между операциями во время холодной прокатки, волочения и других операций холодной деформации. Температура отжига обычно выбирается на 100-200°C выше, чем температура рекристаллизации(см. Главу 4). ^ рскр. — о7пл. Рекристаллизационный отжиг может быть использован в качестве конечной обработки полуфабрикатов.
В некоторых металлах и твердых растворах при перекристаллизации образуется текстура (предпочтительная ориентация кристалла в объеме детали), что приводит к анизотропным свойствам. Это позволяет улучшить определенные свойства по конкретным направлениям детализации (магнитные свойства трансформаторной стали и пермаллоя, модуль упругости некоторых пружинных сплавов и др.).
В машиностроении и приборостроении металлы и сплавы широко используются твердыми растворами и не претерпевают фазовых превращений в твердом состоянии (алюминий, медь, никель, ферритные и аустенитные стали, однофазные и латунные). В таких материалах единственным способом контроля размера зерна является сочетание холодной пластической деформации и последующего рекристаллизационного отжига.
Диффузионный отжиг(гомогенизация).В реальных условиях охлаждения расплава кристаллизация твердых растворов протекает в большинстве случаев неравновесно. То есть диффузионный процесс, необходимый для гомогенизации концентрации кристалла, чтобы расти в соответствии с задержкой процесса кристаллизации роста process. As в результате неоднородность состава по объему кристалла сохраняется за счет внутрикристаллической сегрегации.
Ядро кристалла богато огнеупорными материалами Компоненты сплава, как и внешняя часть кристалла, богаты компонентами, снижающими температуру плавления. Пример системы с эвтектическим преобразованием (рис. 5.3) схематично показывает изменение средней концентрации Рисунок 5.3.Растворимость в твердом состоянии ограничена, диаграмма состояния компонента с эвтектическим превращением (изменение средней концентрации
Кристаллический твердый раствор в условиях неравновесной кристаллизации） Твердый раствор сплава I в интервале температур кристаллизации с отклонениями от равновесия. Кристаллы твердого раствора содержат меньше легирующего компонента B по сравнению с равновесной концентрацией.
Как показано на рисунке, если температура в конце кристаллизации сплава ниже эвтектической температуры вследствие уменьшения содержания компонента в в твердом растворе, то в случае сплава 1. 5. 3 (t2 <fj, жидкий раствор, остающийся до достижения эвтектической температуры, затвердевает в результате совместной реакции, и компонент со-кристалла появляется в Сегрегация в Кристалле усложняет последующую обработку давлением, особенно при появлении в структуре эвтектических компонентов, поскольку пластичность сплава снижается. Диффузионным отжигом называют длительное старение сплава при высоких температурах, приводящее к уменьшению сжиженной неоднородности твердого тела solution.
At при высоких температурах диффузионный процесс происходил и успешно завершался при первичной кристаллизации. Легированная сталь и слиток проходят диффузионный отжиг Много алюминиевых сплавов, иногда отливок. В стальных слитках в результате диффузионного отжига достигается более равномерное распределение фосфора, углерода и легирующих элементов в объеме частиц твердого раствора. Если температура отжига достаточно высока, отжиг приводит к более благоприятному распределению сульфидов. Диффузионный отжиг стальных слитков проводят при температуре 1100-1300°с со временем выдержки 20-50 часов.
В слитках алюминиевого сплава сегрегация не особенно заметна desirable. As в результате сегрегации ось дендрита содержит меньше легирующих элементов, чем осевое пространство и границы зерен, поэтому при охлаждении слитка вторичные кристаллические зерна заметны (но часто в очень неблагоприятной форме в виде непрерывной хрупкой оболочки), главным образом вдоль межосевых и границ зерен дендрита. Диффузионный отжиг слитка алюминиевого сплава проводят при температуре 20-30 ° С со временем выдержки 420-520 часов для устранения сегрегации.
Смотрите также:
Материаловедение — решение задач с примерами
