Основы материаловедения. Конструкционные материалы. Ковалевская Ж.Г - 88 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

а б в
Рис. 4.29. Схемы строения дуралюмина: а – в отожженном состоянии;
б – после закалки; в – после старения
Если отожженный дуралюмин вновь нагреть до температуры
однофазного состояния – 550°С, то при этом частицы СuАl
2
диссоциируют и растворяются в твердом растворе α. Когда этот процесс
завершится, структура станет однофазной, и вся медь растворится в
твердом растворе. Если затем сплав быстро охладить в воду –
произвести закалку, то медь не успеет выделиться из твердого раствора
и сохранится в нем после охлаждения. В результате такой обработки
сформируется пересыщенный твердый раствор меди в алюминии – α′
(рис. 4.29б).
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. В процессе старения
происходят следующие изменения в структуре закаленного сплава.
Поскольку пересыщенный твердый раствор α′ в закаленном сплаве –
структура неравновесная и неустойчивая, при последующей выдержке
сплава в течение определенного времени в этом твердом растворе
происходит диффузионное перераспределение атомов меди. В
результате в отдельных участках сплава образуются обогащенные
медью зоны. Постепенно в этих зонах при возрастании концентрации
меди формируются очень мелкие (дисперсные) частицы СuАl
2.
Размер
частиц составляет не больнее 30 нм (рис. 4.29в).
Формирование в структуре сплава зон с высокой концентрацией
меди и дисперсных частиц химического соединения СuАl
2
включает
механизм дисперсионного упрочнения и приводит к значительному
повышению значений прочности (σ
в
= 400-650 МПа) и твердости, при
незначительном снижении пластичности (δ = 10-18 %).
Старение может быть естественным – длительная выдержка
(4-6 суток) при комнатной температуре или искусственным – более
короткая выдержка (несколько часов или несколько десятков минут в

Страницы