Главная Процесс термической обработки 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 [ 53 ] 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 Глава VII ОТЖИГ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ Отжиг 2-го рода в технологии цветных металлов и сплавов не используют так широко, как для сталей и чугунов. Во многих промышленных цветных металлах и сплавах, например однофазных латунях, бронзах и электротехнических никелевых сплавах, отсутствуют фазовые превращения в твердом состоянии и к ним отжиг 2-го рода в принципе неприменим. Другие цветные сплавы претерпевают фазовые превращения в твердом состоянии, но отжиг 2-го рода вызывает такое изменение свойств, что применение его нецелесообразно. В зависимости от типа фазовых превращений различают две разновидности отжига 2-го рода: гетерогенизирующий отжиг и отжиг с фазовой перекристаллизацией. § 27. ГЕТЕРОГЕНИЗИРУЮЩИЙ ОТЖИГ Гетерогенизируюиий отжиг - это термическая обработка, при которой из матричной фазы вследствие уменьшения растворимости при понижении температуры выделяется другая фаза или несколько фаз. В подавляющем большинстве сплавов матричной фазой является твердый раствор на базе основного металла, а избыточной - соединение. К таким материалам относятся все термически упрочняемые сплавы на алюминиевой, магниевой, медной, никелевой и других основах, например дуралюмин, электрон, бериллиевая бронза, нимоник. Среди цветн1>1х сплавов эта группа - самая многочисленная. Относительное количество фазы, которая полностью переходит в твердый раствор при нагреве и выделяется при обратном медленном охлаждении, обычно не превышает 10-15% от всего объема сплава. При таком фазовом превращении не происходит коренной ломки структуры по всему объему, как при отжиге углеродистых сталей с нагревом выше точки Л д. Тип кристаллической решетки матричной фазы при растворении в ней или выделении из нее другой фазы не меняется. Отжиг, включающий только процессы растворения и выделения, приводит лишь к изменению концентрации Компонентов в матричной фазе и к изменению количества, размера, а также формы частиц выделяющейся фазы. На этих изменениях и основано применение гетерогенизирующего отжига. 1. Смягчающий гетерогенизирующий отжиг Во многих сплавах гетерогенизация структуры при выделении избыточных фаз из матричного раствора, происходящая при медленном оглаждении с температуры отжига, приводит к разупрочнению, которое используют в разных целях. Рис. 91. Влияние температуры отжига после холодной прокатки на предел прочности ду ралюмина Д16 при двух скоростях охлаждения (по данным В. А. Ливанова и С. М. Воронова): / - охлаждение с печью до 200° С; 2 - охлаждение на воздухе Полный смягчающий отжиг применяют ко всем термически упрочняемым алюминиевым сплавам (типа дуралю-мин, авиаль и др.). Цель отжига - смягчить материал, сделать его пластичнее перед штамповкой, гибкой, от-бортовкой и другими операциями холодной обработки давлением. Ускоренное охлаждение на воздухе горячекатаных рулонов с температуры горячей го 300 3it0 зво ш ш прокатки приводит к частичной закалке remepamt/fio оттига:с ( одкалке). Гетерогенизирующий смягчающий отжиг рулонов, например дуралюмина, позволяет при последующей холодной прокатке повысить степень обжатия без промежуточных отжигов. Гетерогенизирующий отжиг можно проводить, нагревая сплав до окончательного растворения избыточной фазы с последующим очень медленным охлаждением. Медленное охлаждение необходимо, чтобы наиболее полно снизить концентрацию твердого раствора и избежать выделения фазы в слишком дисперсной форме с малыми расстояниями между ее частицами. Чем ниже концентрация матричного раствора и больше расстояние между выделениями, тем больше разупрочнение при отжиге. Большинство термически упрочняемых алюминиевых сплавов подвергают полному смягчающему отжигу при 380-420° С в течение 10-60 мин с последующим охлаждением со скоростью не более -30° С/ч, При полном отжиге, кроме основного гетерогенизирующего процесса, может проходить и рекристаллизация, вносящая свой вклад Ё разупрочнение. Например, это происходит тогда, когда из-за низкой температуры окончания горячей прокатки лист был наклепан. Однако режим отжига для полного смягчения выбирают, исходя из требований гетерогенизации структуры, предусматривая медленное охлаждение, в то время как для чисто рекристаллизационного отжига однофазных сплавов скорость охлаждения не имеет значения. Неполный (сокращенный) смягчающий отжиг термически упрочняемых алюминиевых сплавов проводят при температуре ниже температуры полного отжига. При этом уже во время выдержки концентрация матричного раствора получается настолько низкой, что можно использовать быстрое охлаждение на воздухе или в воде. Из-за. более низкой температуры сокращенного отжига время выдержки при этой температуре должно быть больше, чем 166 ири полном отжиге, однако общая продолжительность термической обработки уменьшается из-за последующего быстрого охлаждения. На рис. 91 показано, что для максимального разупрочнения дуралюмина Д16 температура отжига в случае охлаждения с печью должна быть около 380-400° С, а в случае охлаждения на воздухе - около 350-370° С. При более высоких температурах нагрева S-фаза и CuAla быстро переходят в алюминиевый раствор и при последующем охлаждении на воздухе происходит подкалка, повышающая прочность. Сокращенный смягчающий отжиг большинства алюминиевых сплавов проводят при 350-370° С с выдержкой 2-4 ч и охлаждением на воздухе или в воде. Смягчающий гетерогенизирующий отжиг применяют не только к алюминиевым сплавам. Если, например, (а + р)-латунь в результате ускоренного охлаждения из -области после горячей обработки давлением имеет пониженную пластичность (из-за большого количества хрупкой Р-фазы), то этот недостаток можно устранить отжигом с медленным охлаждением, во время которого из р-фазЫ более полно выделяется пластичная -фаза (см., например, сплав с 40% Zn на рис. 92, а). Со ю го 30 iO 50 In,у. : J Рис. 92. Диаграмма состояния CuZn (я) я зерна-гиганты, образовавшиеся при перегреве слитка {а -Ь р)-латуни (б). Уменьшено в 2,5 раза |
© 2011 - 2024 www.taginvest.ru
Копирование материалов запрещено |