ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы ЗАДАЧИ ПО ВЫБОРУ СПЛАВОВ И РЕЖИМОВ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ УСЛОВИЙ РАБОТЫ ДЕТАЛЕЙ И КОНСТРУКЦИЙ Методические указания к решению задач из "Материаловедение " К дуралюминам относится большая группа сплавов на основе алюминия (см. табл. 40), деформируемых (ковкой, прокаткой, прессованием или волочением) и упрочняемых термической обработкой. [c.332] Структурой сплавов после закалки является практически однофазный пересыщенный а-твердый раствор (а также нерастворимая при нагреве Л -фаза). [c.332] Процессы превращений при термической обработке дуралюмина можно приближенно рассматривать по диаграмме состояния А1—Си (рис. 135), поскольку медь является основным легирующим компонентом сплава. Из диаграммы следует, что химическое соединение СиА1а может быть растворено в а-фазе только при нагреве до температуры выше линии ограниченной растворимости меди в алюминии. При быстром охлаждении от этой температуры твердый раствор не распадается и при 20° С он будет пересыщенным по отношению к равновесному (отожженному) состоянию сплава. Такой раствор является метастабильным и при длительном пребывании в области нормальных температур (естественное старение) или при сравнительно непродолжительном нагреве искусственное старение) изменяет свое состояние, приближаясь к более равновесному. Это приводит к увеличению прочности и твердости, но снижению пластичности (табл. 17). [c.332] При искусственном старении в решетке твердого раствора образуются группы атомов, состав которых и строение близки к промежуточным состояниям указанных выше избыточных фаз. Образование зон ГП2 в решетке твердого раствора или областей типа промежуточных фаз, когерентно связанных (т. е. сопряженных) с решеткой твердого раствора, создает значительное сопротивление для дислокаций. Поэтому дислокации для своего продвижения должны либо перерезать эти зоны (или области) или участки образующихся фаз, либо огибать их, что требует приложения значительных напряжений и собственно и является причиной упрочнения сплавов. [c.333] В промышленности чаще применяют естественное старение, хотя при этом упрочнение происходит значительно медленнее, чем при искусственном старении. Это объясняется не только технологической простотой течения естественного старения, но и тем, что в результате дуралюмин обладает и большей коррозионной стойкостью и большей вязкостью разрушения (см. с. 157), т. е. менее подвержен опасным хрупким разрушениям. [c.333] В промышленности используют также обработку на возврат . Она заключается в кратковременном нагреве дуралюмина после естественного старения до температуры 250° С с последующим быстрым охлаждением. При таком нагреве зоны Гинье—Престона рассасываются. Поэтому после охлаждения состояние сплава близко к тому, которое он приобретает при обычной закалке. Дуралюмины после возврата имеют низкую прочность и твердость, но высокую пластичность и могут подвергаться тем же операциям.обработки давлением (штамповке, гибке и т. д.), как и свежезакаленный сплав, в котором не развилось естественное старение. После возврата (как и после обычной закалки) дуралюмин может быть упрочнен при естественном или искусственном старении. [c.333] В приведенных ниже лабораторных работах предусмотрено изучение влияния термической обработки (закалки, старения и возврата) на механические свойства дуралюмина. Для выполнения работы может быть выбран дуралюмин любого состава по табл. 40 (см. стр. 432—433). [c.333] Для измерения твердости можно применять пластинки или шайбы, а для определения предела прочности, текучести и относительного удлинения — нормальные или плоские разрывные образцы (см, с. 137). [c.333] Продолжительность выдержки при закалке образцов диаметром 20 мм и высотой 5 мм должна быть не менее 15 мин при нагреве в селитровой ванне и 30 мин при нагреве в электрической печи. Охлаждение в воде. [c.334] Естественное старение достигается вылеживанием образцов при нормальной температуре в течение четырех-семи суток. Твердость измеряют вдавливанием шарика по Роквеллу при нагрузке 100 кгс через 60 и 120 мин, а затем через каждые 24 ч после начала вылеживания. [c.334] Старение при 100° С следует проводить в кипящей воде, при 150 и 175° С — в масляной ванне (или в печи) и при более высоких температурах — в печи или легкоплавких солях с охлаждением в воде. [c.334] Для изучения процесса возврата образцы должны быть предварительно закалены и подвергнуты естественному старению. Возврат проводят нагревом до 250° С с выдержкой в течение 3 мин (для образца диаметром 20 мм и высотой 5 мм) и охлаждением в воде. [c.334] Определить влияние температуры старения (отпуска) на твердость закаленного дуралюмина. [c.334] Старение провести при 100° С с выдержками 15, 30, 45 и 60 мин при 150° С с выдержками 5, 15, 30, 45 и 60 мин при 200° С с выдержками 3, 5, 10, 15, 30 и 45 мин при 250° С с выдержками 1, 3, 5, 10, 15 и 30 мин и при 300° С с выдержками I, 3, 5, 10 и 15 мин. [c.334] Твердость должна быть измерена после закалки на одном-двух образцах из серии и после старения на каждом образце. [c.334] Каждый студент проводит старение при одной температуре и выдержке и по данным, полученным другими студентами группы, строит график изменения твердости в координатах твердость—продолжительность старения. Для каждой температуры старения на диаграмму наносят отдельную кривую. [c.334] Объяснить, каким превращениям в структуре соответствует полученный ход изменения твердости. [c.334] Провести закалку образцов дуралюмина с 500° С и искусственное старение при 150° С в течение 15, 30, 45 мин, 1 и 2 ч. [c.334] Построить график изменения твердости при искусственном старении, объяснить механизм повышения твердости (прочности) и указать, как изменяется пластичность при старении. [c.334] Вернуться к основной статье