ВУЗ:
Составители:
Рис. 3. Образование в твердом растворе (а) зон Гинье–Престона (б)
при естественном старении
Эти зоны имеют решетку α-раствора, но отличаются расстоянием между атомами. Поэтому вокруг них в
твердом растворе создаются мощные искажения кристаллической решетки, которые не дают двигаться дисло-
кациям. Поэтому пластичность сплава падает, а прочность растет.
Закалка дуралюмина с последующим естественным (или зонным) старением обеспечивает максимальную
прочность сплава.
Если естественно состаренный сплав кратковременно (5…10 минут) нагреть до 200
°С, то активизация те-
плового движения атомов приводит к рассасыванию зон Гинье–Престона (атомы меди снова располагаются
случайно в твердом растворе); закалка с 200
°С возвращает сплаву высокую пластичность. Это явление получи-
ло название возврат при естественном старении.
Искусственное (высокотемпературное) старение – это процесс распада неравновесного пересыщенного
твердого раствора при нагревании с выделением второй фазы (рис. 4,
а). При нагревании увеличивается ско-
рость диффузии атомов меди, и они уходят из пересыщенного раствора, образуя дисперсные частицы равно-
весной
θ-фазы размером от 50 до 100 нм, равномерно распределенные внутри пластичной матрицы. Они меша-
ют движению дислокаций в сплаве, уменьшая его пластичность.
Рис. 4. Изменение структуры дюралюминия при фазовом (искусственном) старении
С ростом температуры и времени старения твердость дуралюминия растет. Обычно его старят при темпе-
ратуре 100
°С в течение 1 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.
В случае увеличения температуры старения выше 100
°С ускорение диффузии приводит к коагуляции (ук-
рупнению) зерен
θ-фазы. При этом облегчается движение дислокаций через редко расположенные твердые
включения, пластичность сплава увеличивается, а прочность падает. Такое явление называют перестаривани-
ем дюралюминия (рис. 4,
в – старение в течение 5 мин при 250
°С). Этот брак термообработки можно исправить
только повторной закалкой с 500
°С (т.е. из α-раствора).
Порядок выполнения работы
1. Получить у преподавателя образцы дуралюмина в отожженном состоянии и после естественного ста-
рения. Измерить их твердость. Результаты записать в табл. 3.
3. Изменение твердости дуралюминия при термической обработке
Фазовое старение
при 100 °С, мин
Режим
термической обработки
Отжиг Закалка
Зонное старе-
ние
10 20 30 40
Твердость НВ, МПа
а)
б)
– 1
– 2
а) б) в)
100 °С
250 °С
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 11
- 12
- 13
- 14
- 15
- …
- следующая ›
- последняя »
