Более равномерный распад раствора и характерная для многих сплавов измельченность зерен и искривленность их границ (рис. 187) обусловливают высокий уровень пластичности после ВТМО. В отличие от НТМО, заметно снижающей пластичность, дополнительное упрочнение от ВТМО достигается при практически неизменном уровне пластичности. У алюминиевых сплавов ВТМО может даже повысить пластичность и ударную вязкость.

Упрочнение от ВТМО сохраняется до более высоких температур, чем после НТМО. Повышенная жаропрочность сплавов после ВТМО связана с зубчатостью границ зерен, затрудняющей меж-зеренное разрушение, и наличием субзеренных границ, закрепленных частицами выделений.

Из алюминиевых сплавов только сплавы на базе систем А1- Mg-Si (АД35) и Al-Zn-Mg (1915 и 1925) широко подвергают ВТМО. Алюминий характеризуется высокой энергией дефектов упаковки, и полигонизация в нем проходит очень легко. При прессовании алюминиевых сплавов, как правило, формируется весьма стабильная полигонизованная структура, и поэтому никаких специальных мер для ее получения и сохранения, при ВТМО принимать не приходится.

Указанные алюминиевые сплавы характеризуются широким интервалом температур нагрева под закалну (от 350 до 500° С для сплавов на базе системы А!-Zn-Mg) и обладают очень высокой прокаливаемостью (см. рис. 97, а). Все это предопределяет про-

Рис. 187. Микроструктура титанового fp-сплава (BT15) после обычной за.

каяки (а) и после ВТМО (б). X 300 (С. Г. Глазунов, И. С. Полькин)

CTOty технологии ВТМО. При прессовании тонкостенных профилей (толщиной до 12 мм) охлаждение на воздухе обеспечивает сквозную прокаливаемость. При большей толщине профилей из сплавов АД35 и 1915 их охлаждают водой прямо на прессе.

ВТМО стареющих сплавов в промышленности применяют значительно реже, чем НТМО, из-за указанных выше технологических ограничений и меньшего эффекта упрочнения.

Для освоения в производстве рекомендован процесс, включающий комбинацию ВТМО и НТМО, - так называемая высОко-низкотемпературиая термомеханическая обработка (ВНТМО). При ВНТМО вначале проводят закалку с деформационного нагрева, затем холодную деформацию и старение (см. рис. 185). После ВНТМО прочность получается выше, а пластичность ниже, чем после ВТМО.

§ 54. ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА (ПТМО)

Сущность ПТМО заключается в том, что полуфабрикат, полученный после горячей деформации в нерекристаллизованном состоянии, сохраняет нерекристаллизованную структуру и при нагреве под закалку. ПТМО отличается от ВТМО тем, что операции горячей деформации и нагрева под закалку разделены (см. рис. 185).

ПТМО широко применяют в технологии производства полуфабрикатов из алюминиевых сплавов. Давно было известно, чтопрес-сованные полуфабрикаты из сплавов типа дуралюмин , авиаль и др. отличаются значительно более высокой прочностью, чем катаные и кованые. Это явление было названо пресс-эффектом. Разница в прочности обусловлена тем, что прессованные полуфабрикаты после закалки имели нерекристаллизованную структуру, а катаные и кованые - рекристаллизованную. Позже оказалось, что горячекатаные листы и штамповки из ряда сплавов после закалки также находятся в нерекристаллизованном состоянии и характеризуются повышенной прочностью.

Вместо терминов пресс-эффект, прокат-эффект и т. п. В. И. До-баткин предложил обобщающий термин структурное упрочнение, под которым понимается повышение прочности термически обработанных полуфабрикатов, обусловленное сохранением после закалки нерекристаллизованной структуры. Свойства сплава в состоянии структурного упрочнения обычно сравнивают со свойствами того же сплава в рекристаллизованном состоянии. Прирост пределов прочности и текучести вследствие сохранения нерекристаллизованной структуры у стареющих алюминиевых сплавов составляет от 10 до 40%. Этот прирост проявляется уже в свежезакаленном состоянии из-за повышенной плотности несовершенств (дислокаций, связанных в субграницы, и одиночных дислокаций). Старение нерекристаллизованного сплава дает большее упрочнение, увеличивая разницу в свойствах рекристаллизованного и 352

нерекристаллизованного полуфабриката. Пластичность же выше у сплавов в рекристаллизованном состоянии. Поэтому полуфабрикаты выпускают с рекристаллизованной структурой и повышенной пластичностью, а также с полигонизованной структурой и повышенной прочностью. Например, у дуралюминовых прутков Д1Р Ов > 38 кгс/мм* и б > 14%, а у прутков ДШП * > 43 кгс/мм* и б > 10%.

В алюминиевых сплавах, как уже отмечалось, интенсивно развивается полигонизация, создающая стабильную сетку субграниц, и поэтому в них легко получить нерекристаллизованную структуру, особенно при прессовании.

Добавки марганца, циркония и других антирекристаллизато-ров, образующих дисперсные алюминиды (AlgMn, AljZr и др.), повышают температуру начала рекристаллизации и способствуют получению нерекристаллизованной структуры при горячей деформации. Особенно важно, что эти добавки, содержащиеся во многих алюминиевых сплавах, способствуют сохранению нерекристаллизованной структуры при последующем нагреве под закалку.

Структурное упрочнение алюминиевых сплавов (ПТМО) давно и широко используется в крупнотоннажном массовом производстве полуфабрикатов и является примером эффективного промышленного применения термомеханической обработки.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Структура и свойства полуфабрикатов из алюминиевых сплавов. Под ред. В. А. Ливанова. М., Металлургия , 1974, Гл. II и III. 432 с. С ил.

Глава XIV

ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА СТАЛЕЙ, ЗАКАЛИВАЕМЫХ НА МАРТЕНСИТ

Процессы ТМО сталей начали интенсивно изучать с середины 50-х годов в связи с изысканием новых путей повышения конструктивной прочности.

§ 55. НИЗКОТЕМПЕРАТУРНАЯ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА (НТМО)

При НТМО переохлажденный аустенит деформируется в об- t ласти его повышенной устойчивости, но обязательно ниже темпера- { туры начала рекристаллизации и затем превраищется в мартен- \ сыт; (рис. 188). После этого проводят низкий отпуск (на рис. 188 не показан).

* Р и ПП-это гостированные обозначения прутков с рекристаллизованной структурой и повышенной прочностью соответственно.