Сборник методических указаний к выполнению лабораторных работ по курсу "Материаловедение". Часть 2. Егоров Ю.П - 32 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

растворимость меди уменьшается с 5,7 % (точка D при 548 °С) до ≤0,2 %
(точка Е при 20 °С). Поэтому при охлаждении доэвтектических сплавов ниже
линий ED и DB из твердого раствора α выделяются избыточные атомы меди с
образованием частиц СuАl
2
.
Широкое применение в технике получили деформируемые алюминиевые
сплавы – дуралюмины. Это сплавы с содержанием 3-5 % меди в алюминии.
В равновесном (отожженном) состоянии согласно диаграмме (рис. 1)
структура дуралюмина состоит из зерен твердого раствора меди в алюминии α
и частиц соединения СuАl
2
(рис. 2). При этом частицы СuАl
2
крупные. Такая
структура обеспечивает сплаву хорошую пластичность (δ = 18-20 %) при
относительно невысоких значениях прочности (σ
в
= 200-220 МПа) и твердости.
Рис. 2 Рис. 3
Если сплав алюминия с 4 % меди со структурой, показанной на рис. 2,
нагреть до температур выше линии DE, но ниже AD, то при этом частицы СuАl
2
диссоциируют и растворяются в твердом растворе α. Когда этот процесс
завершится, структура станет однофазной (рис. 3), и вся медь (в данном случае
4 %) будет находиться в твердом растворе. Если затем сплав быстро охладить,
то медь не успеет выделиться из твердого раствора и сохранится в нем после
охлаждения. В результате такой обработки сформируется твердый раствор α′,
сильно пересыщенный медью, так как согласно диаграмме состояния при
комнатной температуре в этом растворе может содержаться не более 0,2 %
меди. В данном случае после обработки в твердом растворе α′ содержится 4 %
меди.
Такой процесс получения пересыщенного твердого раствора α′ путем
нагрева сплава до температур выше линии DE на диаграмме (в однофазную
область), выдержки и последующего быстрого охлаждения называется
закалкой. В результате закалки формируется твердый раствор замещения, и
упрочнение происходит, в основном, за счет искажений кристаллической
решетки, обусловленных разными размерами атомов алюминия и меди.
Торможение дислокаций за счет этих искажений невелико. Поэтому после
закалки значительного упрочнения дуралюмина не происходит – его прочность
составляет σ
В
= 250-270 МПа, однако пластичность возрастает до δ = 20-24 %,
что позволяет пластически деформировать сплав в этом состоянии.
Для более эффективного упрочнения алюминиевых сплавов их
необходимо после закалки подвергать старению – длительной выдержке (от 4
32

Страницы