Материаловедение. Барышев Г.А - 48 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

2. Влияние термообработки на механические
свойства дуралюминов
Марка
Режим
термообработки
Предел
прочности,
в
, Па
Предел
текучести,
т
,
МПа
Относительное
удлинение, ,
%
Отжиг 210 110 18
Закалка 250 120 24
Д1
Закалка +
+ старение
490 320 14
Отжиг 220 110 18
Закалка 260 130 23
Д16
Закалка +
+ старение
540 400 11
РИС. 3. ОБРАЗОВАНИЕ ЗОН ГИНЬЕ – ПРЕСТОНА ПРИ ЕСТЕСТВЕННОМ СТАРЕНИИ:
А
– ИСХОДНОЕ СОСТОЯНИЕ;
Б
– СКОПЛЕНИЕ АТОМОВ МЕДИ;
1
– АТОМЫ АЛЮМИНИЯ;
2
– АТОМЫ МЕДИ
Вокруг каждого отдельного атома замещения (Cu) в ГЦК решётке -раствора 12 атомов алюминия смещены из
своего положения равновесия (рис. 3,
а
). Если же два атома Cu располагаются рядом, искажение решётки будет меньше.
Поэтому в процессе выдержки при комнатной температуре атомы меди образуют огромное количество плоских
скоплений (рис. 3,
б
) в виде дисков толщиной (10…20) ⋅ 10
–10
м, которые были названы зонами Гинье – Престона (ГП) по
фамилиям первооткрывателей.
ГП-зоны трудно увидеть даже в электронном микроскопе. Эти зоны имеют решётку -раствора, но отличаются
расстоянием между атомами. Поэтому вокруг них в твердом растворе создаются мощные искажения кристаллической
решётки, которые не дают двигаться дислокациям. Поэтому пластичность сплава падает, а прочность растёт.
Закалка дуралюмина с последующим естественным (или зонным) старением обеспечивает максимальную прочность
сплава.
Если естественно состаренный сплав кратковременно (5…10 мин) нагреть до 200 °С, то активизация диффузии атомов
приводит к рассасыванию зон Гинье – Престона (атомы меди снова располагаются случайно в твёрдом растворе); закалка с
200 °С возвращает сплаву высокую пластичность. Это явление получило название
возврата при естественном старении.
Искусственное
(
высокотемпературное
)
старение
– это процесс распада неравновесного пересыщенного твёрдого
раствора при нагревании с выделением второй фазы (рис. 4,
а
). При нагревании увеличивается скорость диффузии атомов
меди и они уходят из пересыщенного раствора, образуя дисперсные частицы равновесной -фазы размером 50…100 нм,
равномерно распределённые внутри пластичной матрицы. С ростом температуры и времени старения твёрдость
дуралюминия растёт. Обычно его старят при температуре 100 °С в течение одного часа. Полученная структура (рис. 4,
б
)
обеспечивает прочность на 20…30 % меньше, чем после естественного старения. Однако после фазового
(искусственного) старения в материале сплав имеет низкий уровень остаточных напряжений, поэтому он имеет более
высокую коррозионную стойкость.

Страницы