ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Изменение структуры сплавов при гомогенизационном отжиге из "Теория термической обработки металлов " В сам ом начале выдержки при гомогенизационном отжиге сплавов Х2 или Хо, ва границе дендритной ячейки с избыточной р-фазой устанавливается равновесная концентрация а-,раствора, ооответствующая точке предельной растворимости при температуре гомогенизации (например, точке г при температуре tт на рис. 5, а). Эта концент1рация периферийного Слоя а-раствора поддерживается постоянной до тех пор, пока существует избыточная Р фаза (рис. 6). [c.22] А — константа, практически не зависящая от температуры. [c.24] Температура входит в показатель степени вцражения для коэффициента диффузии и, следовательно, оравнительно небольшое повышение температуры должно значите тьно ускорить диффузию. Обычно гомогенизационный отжиг проводят при температурах. выше 0,90—0,95 Т п (по абсолютной шкале), но ииже точки солидуса сплава. Иногда температура гомогенизации находится в интервале 0,8—0,9 Тпп. [c.24] Энергия активации диффузии Q обеспечивает переход атомов из одного положения в решетке в другое. Необходимый для такого перехода избыток энергии приобретается атомом от его соседей благодаря тому, что атомы непрерывио обмениваются кинетической энергией. Так как величина энергии активации входит в показатель степени, то она очень сильно влияет на величину коэффициента диффузии. [c.24] Энергия активации диф-фузии элементов, растворенных по способу внедрения, меньше, чем у элементов, растворенных по способу замещения. Поэтому последние диффундируют медленнее. Например, легирующие элементы, растворенные в аустените по способу замещения, обладают значительно меньшей диффузионной подвижностью, чем углерод, растворенный в железе по способу внедрения. Энергия активации диффузии углерода в аустените среднеуглеродистой стали равна приближенно 31 ООО кал/г-атом, а энергия активации диффузии в аустените важнейших легирующих элементов обычно превышает 60000 кал/г-атом. Скорость диффузии углерода в аустените на несколько порядков больше скорости диффузии важнейших легирующих элементов. [c.24] Некоторые легирующие элементы (Сг, Мо, Ш и др.) не только сами медленно диффундируют, но и замедляют диффузию угле-)рода в аустените. Например, в стали с 0,4% С энергия активацви диффузии углерода равна примерно 31000 кал/г-атом добавление в эту сталь 2,6% Сг повышает энергию активации диффузии углерода до 37 ООО кал/г-,атом. [c.24] Время выдерж ки при гомогенизационном отжиге обычно колеблется в пределах от нескольких до десятков часов (яе считая времени прогрева). Повышая темпфатуру, можно сократить в ремя выдержки при отжиге. [c.25] Время полной гомогенизации зависит не только от температуры отжига и природы сплава, одределяющих диффузионную подвижность компонентов в твердом растворе. На время гомогенизации сильно влияет исходная микроструктура литого сплава. Скорость (гомогенизации зависит от толщины частиц избыточной фазы и размера дендритной ячейки основной фазы. [c.25] Другой путь ускорения гомогенизации — измельчение структуры слитка обработкой давлением. Так, вместо длительного гомогенизационного отжига слитков легированной стали увеличивают продолжительность нагрева деформированной заготовки перед последним переделом. Вместо отжига слитков алюминиевых сплавов иногда гомогенизируют преосованную заготовку для труб и штамповок. При этом приходится несколько уменьшить скорость прессования слитка, но зато значительно ускоряется гомогениза-ционный отжиг. [c.26] Эффективность применения обработки давлением для ускорения растворения избыточных фаз определяется характером изменения структуры лри пластической деформации. Структура разных сплавов по-разному меняется при пластической деформации в зависимости от природы избыточной фазы, а также соотношения механических свойств ее и матрицы. Так, например, в алюминиевом сплаве типа В95 при горячей прокатке Г-фаза (А12Мдзгпз) сильно измельчается и вытягивается в тонкие строчки, расстояние между которыми- уменьшается с увеличением степени обжатия. Поэтому горячая обработка давлением этого сплава резко ускоряет растворение избыточной фазы и тем сильнее, чем больше степень деформации (рис. 8). В сплаве же алюминия с 4,5% Си горячая и холодная прокатка очень слабо влияет иа размер частиц СиЛЬ и расстояние между ними. Поэтому даже большие обжатия слитков этого сплава мало изменяют время растворения частиц соединения СиЛ12. [c.26] Одновременно с основными структурными изменениями, рассмотренными выше и составляющими цель гомогенизационного отжига, могут протекать побочные изменения структуры, которые необходимо учитывать при выборе термической обработки. [c.26] Р ост зерна. В сплаве, испытывающем полиморфное превращение, при гомогенизадии в области высокотемпературной фазы может вырасти крупное зерно (о причинах роста зерна после перехода че(рез точку полиморфного превращения ом. 23). Так, при гомогенизационном отжиге легированных сталей, который п/роводят при высоких температурах, вырастает крупное аустенит-ное зерно. В слитках это зерно измельчается при последующей обработке давлением, а фасонные отливки из легированной стали для устранения нежелательных последствий перегрева приходится после гомогенизационного отжига подвергать отжигу 2-го рода или нормализации для измельчения зерна (см. 25). [c.27] Г е т е р о г е н я 3 а ц и я структуры. Дл я перевода нер ав -новесного избытка фаз в твердый раствор выбирают такую температуру гомогенизационного отжига, чтобы растворимость в металле— основе компонентов, входящих в избыточные фазы, была высокой. В многокомпонентном сплаве при этой температуре может оказаться низкой растворимость компонентов, которые не входят в избыточные неравновесные фазы и находятся после кристаллизации в основном твердом растворе. Тогда при гомогенизационном отжиге будут одновременно протекать два процесса растворение неравновесного избытка фаз в ненасыщенном по отношению к ним твердом растворе, т. е. собственно гомогенизация сплава, и выделение других фаз из пересыщенного по отношению к ним твердого раствора, т. е. гетерогенизация структуры. Такая гетерогенизация играет важную роль цри гомогенизационном отжиге многих алюминиевых сплавов. [c.27] Вернуться к основной статье