ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Выбор режима старения из "Теория термической обработки металлов " предварительной оценки температурного уровня старения по соотношению (37) или по аналогии с другими сплавами на базе того же металла экспериментально отрабатывают режим старения, строя графики, подобные рис. 191 и 194. [c.328] Как известно, старение подразделяют на естественное, происходящее при комнатной температуре, и искусственное, требующее нагревания до определенной температуры. [c.328] В большинстве стареющих сплавов вылеживание при комнатной температуре после закалки не дает такого изменения свойств, которое можно было бы практически использовать. Механические свойства закаленных медных, никелевых и многих других сплавов вообще не изменяются при комнатной температуре, так как она слишком низка для развития в них диффузионных процессов. [c.328] В алюминиевых сплавах (дуралюминах и др.) образование зон ГП при естественном старении приводит к сильному упрочнению, что широко используют в промышленности. [c.328] Понятия естественное и искусственное старение характеризуют условия его проведения, но однозначно не определяют характер структурных изменений в пересыщенном твердом растворе. Если исключить из рассмотрения легкоплавкие сплавы, у которых естественное старение протекает при высокой гомологической температуре (для свинцовых сплавов — около 0.5 7 пл) и приводит к далеко зашедшему распаду, то можно считать, что у большинства сплавов при естественном старении образуются только кластеры. В то же время при искусственном старении в зависимости от его температуры и продолжительности распад раствора останавливается или на зонной стадии, или на стадии выделения промежуточных фаз либо доходит до коагуляции выделений стабильной фазы. [c.328] Для зонного старения алюминиевых сплавов характерны большое относительное удлинение (б 10-Ь 15%), значительная разница между пределами прочности и текучести (0о,2/ств = О,70,8), высокое сопротивление удару и стойкость против коррозии под напр5ркением. Зонное старение бывает только упрочняющим. [c.329] Фазовое старение может быть упрочняющим и разупрочняющим (перестраиван ие)Для упрочняющего фазового старения характерны пониженное относительное удлинение, малая разница между пределами прочности и текучести (ао,2/сТв=0,80,95), пониженная ударная вязкость и пониженная стойкость против коррозии под напряжением. [c.329] Подразделение старения на зонное и фазовое в значительной мере условно. Во-первых, условно само подразделение выделений на зоны ГП и промежуточные фазы (см. 42), что нашло отражение в двойственном названии зоны ГП2-фаза 0 . Во-вторых, при распаде раствора зоны ГП заменяются выделениями промежуточных фаз постепенно и могут сосуществовать с ними длительное время (см. кривые старения для сплавов алюминия с 4 и 4,5% Си на рис. 192). В-третьих, моменты появления промежуточной фазы или полного исчезновения зон ГП могут не отразиться на кривых изменения свойств. [c.329] Без прямых структурных исследований, измеряя только свойства, нельзя однозначно сказать, с каким структурным состоянием мы имеем дело. Однако подразделение старения на зонное и фазовое, несмотря на его условность, полезно, так как позволяет ориентироваться в выборе режима старения для получения определенного комплекса свойств. [c.329] Оптимальный режим старения часто назначают, исходя из требования достигнуть максимальную прочность. Но для многих изделий критерием оптимальности режима старения служит не максимальная прочность, а сочетание разных свойств. [c.329] В зависимости от режима, структурных изменений и получаемого комплекса свойств искусственное старение можно подразделить на полное, неполное, перестаривание и стабилизирующее старение (соответствующие режимы и свойства приведены в табл. 14 для литейного алюминиевого сплава АЛ9). [c.329] Полное искусственное старение проводят при такой температуре и продолжительности, которые обеспечивают достижение максимальной прочности. [c.329] Перестаривание — это старение при более высокой температуре или большей выдержке, чем полное, с целью получить сочетание повышенных прочности, пластичности, коррозионной стойкости, электропроводности и других свойств. Режимы перестаривания соответствуют нисходящим ветвям кривых на рис. 191 и 194. По сравнению с неполным старением перестаривание при той же прочности обеспечивает большую степень распада твердого ра- створа и коагуляцию выделений, что часто позволяет достигнуть требуемого комплекса разнообразных свойств. [c.330] Стабилизирующее старение — это разновидность перестаривания, целью которого является стабилизация свойств и размеров изделия. [c.330] Жаропрочные сплавы, предназначенные для длительной службы, обычно подвергают старению при температуре выше рабочей. В противном случае при эксплуатации изделия в нем будут активно протекать структурные изменения, приводящие к разупрочнению и нестабильности свойств изделия. Очень часто термическую обработку жаропрочных сплавов проводят в режиме перестаривания. [c.330] Выбор режима старения следует проводить с учетом условий закалки. С повышением температуры нагрева под закалку из однофазной области (выше Го в плаве Со на рис. 112) старение ускоряется из-за повышения концентрации закалочных вакансий, которая входит в предэкспоненциальный множитель А в выражении (24) для скорости зарождения новой фазы. Таким образом, С-кривые распада раствора на рис. 181 с повышением температуры закалки сдвигаются влево, причем этот сдвиг больше в низкотемпературной области, где роль закалочных вакансий особенно велика. [c.330] Некоторые сплавы подвергают старению без специального нагрева под закалку. В таких случаях пересыщение раствора достигается ускоренным охлаждением с температуры конца затвердевания отливки или горячей обработки давлением. Упрочнение здесь не достигает максимально возможного для данного сплава из-за меньшей пересыщенности твердого раствора, но экономическая эффективность (исключение операции закалки) делает указанное старение целесообразным для ряда деталей. Для отдельных сплавов, например для сплава МЛ 12 системы Мд — 2п — 2г, старение отливок без специального нагрева под закалку является основным способом термической обработки. [c.330] Скорость охлаждения после старения не влияет на свойства сплава. Обычно с температуры старения изделия охлаждают на воздухе. [c.330] Старение с выдержкой вначале при одной, а затем при другой температуре называют ступенчатым. Как правило, температуру первой ступени выбирают ниже, чем второй. Основная цель двухступенчатого (двойного) старения — создать большое число центров выделений на низкотемпературной ступени, когда пересыщенность твердого раствора велика (на рис. 165 степень пересыщенности С0/С1 растет с понижением температуры Г1), а затем на высокотемпературной ступени получить необходимую степень распада раствора и оптимальный размер выделений. В результате достигаются более высокая плотность и однородность распределения выделений, чем это возможно при одноступенчатом старении при повышенной температуре. [c.331] Допустим, что по условиям эксплуатации необходимо иметь искусственно состаренный сплав с выделениями промежуточной фазы. Если эта фаза при оптимальной температуре старения зарождается гетерогенно на дислокациях, границах зерен и субзерен, то плотность ее выделений сравнительно низкая. Если при этом она способна зарождаться на зонах ГП, то предварительное низкотемпературное старение, в том числе и естественное, может резко увеличить плотность выделения промежуточной фазы и измельчить ее на высокотемпературной ступени старения. Примером являются сплавы на базе системы А1 — 2п — Мд (типа 1915), старение которых при 150—175°С обеспечивает повышенную коррозионную стойкость. В этих сплавах зоны ГП, образующиеся на низкотемпературной ступени (100°С), увеличивают плотность выделений т) -фазы (см табл. 13) на высокотемпературной ступени (175°С), и в результате двойного старения достигается сочетание повышенной прочности и сопротивления коррозии под напряжением. Роль низкотемпературной ступени здесь может выполнять и естественное старение в течение одного месяца, но более эффективно проводить первое старение при 100°С в течение 10— 20 ч. [c.331] Вернуться к основной статье