ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Лабораторные работы по термической обработке дуралюмина из "Металловедение Издание 3 " К дуралюминам относится группа сплавов на основе алюминия. Эти сплавы пластически деформируемые и упрочняются термической обработкой. [c.350] Основными компонентами определяющими состав дуралюмина, являются медь (3,5—5%) и магний (0,4—0,8%), а также марганец (0,4—0,8%) и кремний (0,4—0,8%). [c.350] Химический состав дуралюмина основных марок приведен в табл. 18. [c.350] Л/-фаза (Си2А1Ре). Фазы Mg2Si и W принимают участие в структурных изменениях, происходящих при термической обработке и вызывающих упрочнение сплава поэтому эти фазы называются фазами-упрочнителями. [c.351] Фаза N не растворяется при нагреве и не является упроч-нителем. [c.351] Фазы-упрочнители растворяются в а-твердом растворе при нагреве до 480—500° С структура сплава при этих температурах оказывается практически однофазной (если не считать присутствия фазы N). Это высокотемпературное состояние фиксируется при быстром охлаждении, в результате чего образуется пересыщенный твердый раствор. [c.351] Процесс термической обработки дуралюмина можно приближенно рассмотреть на примере двойных сплавов А1 — Си, составляющих основу дуралюмина (рис. 277). Они показывают изменение растворимости фазы СиЛЬ при повышении температуры по диаграмме можно определить условия получения пересыщенного твердого раствора в результате закалки. [c.351] В закаленном состоянии дуралюмин имеет невысокую твердость, прочность и повышенную пластичность, лишь немного сниженную по сравнению с отожженным состоянием. Закаленный сплав является неравновесным при длительном пребывании при комнатной температуре и тем более при повышенной температуре в сплаве происходят структурные превращения, которые происходят соответственно при естественном и искусственном старении и приближают сплав к более равновесному состоянию. [c.351] Эти превращения при старении вызывают значительные изменения свойств значительно возрастают прочность и твердость (рнс. 278) при заметном понижении пластичности. [c.351] Структурные изменения при старении, вызывающие максимальное упрочнение сплава, не выявляются методами оптической микроскопии. Они могут быть обнаружены тонкими рентге-но-структурными методами, а на более поздних стадиях старения — и электрономикроскопическим исследованием. [c.352] При естественном старении в решетке твердого раствора образуются группы упорядоченно расположенных атомов, имеющие конфигурацию, близкую к той, которая присуща фазе выделения. При естественном старении упрочняющей фазой является соединение типа А12СиМд (фаза 5). [c.352] При искусственном старении в решетке твердого раствора образуются конфигурации групп атомов, близкие к фазам типа и МдгЗ . [c.352] Наибольшее упрочнение происходит при сильных искажениях кристаллической решетки, которые возникают на границах этих образований (или фаз выделения), поскольку существует кристаллогеометрическая сопряженность между фазой выделения и основным твердым раствором. Кроме того, группировки атомов типа фаз выделения оказывают и непосредственное влияние на упрочнение, являясь препятствиями для развития сдвига (т. е. движению дислокаций). [c.352] Нарушение указанной кристаллогеометрической связи (когерентности) и поэтому уменьшение упругой деформации, а также рост размеров атомных групп (или частиц фазы выделения) снижают величину упрочнения. Эти изменения структурного состояния и снижение прочности происходят только при искусственном старении. [c.352] Однако в некоторых случаях все же применяют искусственное старение при 175° С в течение 40—45 мин. Механические свойства, например, сплава Д16 после искусственного старения близки к указанным. [c.353] В промышленности используют также процесс возврата дуралюмина. Он заключается в кратковременном нагреве при 250° С дуралюмина после закалки, естественного старения и последующего быстрого охлаждения. При 250° С в твердом растворе растворяются фазы-упрочнители, выделившиеся при естественном старении и являющиеся термодинамически неустойчивыми при таком нагреве ввиду своей дисперсности. Поэтому прочность и твердость, возросшие в результате естественного старения, снижаются и почти достигают значений, получаемых в закаленном сплаве, а пластичность возрастает. Непосредственно после возврата дуралюмин можно обрабатывать давлением. После возврата при вылеживании сплав вторично претерпевает старение с повышением прочности и твердости. [c.353] В приведенных ниже лабораторных работах предусмотрено изучение влияния термической обработки (закалки, старения и возврата) на механические свойства дуралюмина. При этом можно выбрать любой сплав, указанный в табл. 18 . [c.353] Для измерения твердости можно применять образцы в виде пластинок или цилиндрических шайб, а для определения предела прочности, предела текучести и относительного удлинения — нормальные или плоские разрывные образцы. [c.353] Лабораторная работа предусматривает выполнение закалки дуралюмина с разных температур и отпуска (старения) при различных температурах и выдержках. [c.353] Для закалки применяют отожженные образцы. 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 жин при нагреве в электрической печи. Охлаждение проводят в воде. [c.354] Вернуться к основной статье