Старение стадия зонного старения

Различия в свойствах зависят от состава сплава и состояния материала, а также от природы упрочнения сплава. У сплавов алюминия, не упрочняемых термической обработкой, изменение механических свойств во всем интервале температур от -Ь20 до —269° С протекает примерно так же, как у алюминия (табл. 196). Из данных табл. 196 следует, что у всех сплавов этой группы предел текучести возрастает в гораздо меньшей степени, чем предел прочности, поэтому отношение (То /с в снижается. Удлинение повышается вплоть до —196° С, а затем практически не меняется. Закономерности изменения механических свойств исследованных сплавов с понижением температуры аналогичны изменению свойств алюминиевых сплавов при повышении пересыщения твердых растворов. Так, у сплавов А1—Mg при повышении концентрации Mg одновременно увеличивается прочность и пластичность у сплавов Л1—2п—Mg в закаленном состоянии и в стадии зонного старения при повышении концентрации Хп и vig эти характеристики также одновременно увеличиваются Ш]. Предел текучести у всех термически неупрочняемых сплавов сохраняет относительно низкие значения, и в ряде случаев можно констатировать, что удлинение тем больше, чем меньше отношение или чем больше разрыв между Сто,2 и СТв. [c.424]

Старение закаленных сплавов. После закалки следует старение, при котором сплав выдерживают при нормальной температуре несколько суток (естественное старение) или в течение 10—24 ч при повышенной температуре 150—200 °С (искусственное старение). В процессе старения происходит распад пересыщенного твердого раствора, что сопровождается упрочнением сплава. Распад пересыщенного твердого раствора происходит в несколько стадий в зависимости от температуры и продолжительности старения, Так, например, в сплавах А1---Си при естественном (при 20 °С) или низкотемпературном искусственном старении (ниже 100—150 °С) образуются зоны ГП-1 (см. с. 60). [c.389]

Для каждой стадии старения независимо от систем алюминиевых сплавов характерен определенный комплекс свойств. Зонному старению свойственны относительно низкий предел текучести (ао г/сГв = 0,6-0,7), высокое относительное удлинение (5 > 10-15%), высокая коррозионная стойкость, в том числе и стойкость против коррозии под напряжением, высокая вязкость разрушения, низкая чувствительность к трещине. [c.646]

При недостатке свежих дислокаций (в случае малых деформаций и напряжений) процесс старения на первой стадии может оказаться заторможенным, зато могут создаться благоприятные условия для протекания второй стадии деформационного старения, на которой в зонах выделения примесных атомов образуются мелкодисперсные частицы второй фазы. При этом предел текучести продолжает расти, температура перехода к хрупкому разрушению снижается, деформация на площадке текучести остается постоянной предел прочности возрастает, а относительное удлинение и сужение уменьшаются. [c.9]

На ранних стадиях деформационного старения диффузия помогает этому процессу, питая растворенными атомами обедненные зоны твердого раствора у дислокаций. [c.30]

Для каждой стадии старения независимо от систем алюминиевых сплавов характерен определенный комплекс свойств. В случае зонного старения максимум прочностных характеристик не появляется при любом увеличении продолжительности старения, ибо при этом не происходит разупрочнения сплавов. Для зонного старения свойственны Относительно низкий предел текучести (отношение = 0,6—0,7), высокое удлинение (>10— 15%), возрастающее в процессе старения электросопротивление, 16 [c.16]

В процессе коагуляции при старении прочность и предел текучести, перейдя за максимум, снижаются, удлинение, ударная вязкость и сопротивление развитию трещин несколько растут, особенно значительно улучшается сопротивление коррозии под напряжением и замедленному разрушению (возможной причиной такого улучшения может быть укрупнение частиц метастабильных фаз, нарушение непрерывности цепочек выделений, образование просветов между частицами, снижение плотности дислокаций в результате их аннигиляции). Для некоторых сплавов резкое улучшение коррозионной стойкости при изотермическом старении совпадает с максимумом предела текучести. Ряд важных характеристик практически мало зависят от стадии старения. К ним относятся местное удлинение в зоне шейки, сужение поперечного сечения, сопротивление усталости, длительная прочность и ползучесть. По-видимому, в процессе самих испытаний зонно-состаренные сплавы переходят в стадию фазового старения. [c.17]

Для сплавов систем А1—Си—Mg Л1—Mg—51 А1—Си—Mg—51 и Л1—Ъп—Мп—Си зонное старение осуществляется при комнатной температуре, хотя верхняя температурная граница этой стадии старения сдвинута к более высоким температурам, для сплавов системы А1—Zn—M.g зонное старение переходит в фазовое [c.17]

Для сплавов системы А1—2п—Mg характерно положительное влияние предварительного старения при низких температурах (на зонной или начальной фазовой стадии старения) на последующее старение при сравнительно высоких температурах (160— 200° С). [c.173]

За закалкой следует старение. Старение алюминиевых сплавов заключается в выдержке сплава при комнатной температуре несколько суток (естественное старение) или в течение 10—24 ч при повышенной температуре (искусственное старение). В процессе старения происходит распад пересыщенного твердого раствора, что сопровождается упрочнением сплава. Распад пересыщенного твердого раствора протекает в несколько стадий в зависимости от температуры и продолжительности старения. При естественном ста ении (20 °С) или низкотемпературном искусствен-ом старении (ниже 100—150 °С) распада твердого аствора с выделением избыточной фазы не наблюдается при этих температурах атомы меди перемещаются только в пределах кристаллической решетки а-твердого раствора и собираются в двумерные пластинчатые образования типа дисков — в так называемые зоны Гинь е—П р е с т о н а (ГП-1), которые равномерно распределены в пределах каждого кристалла. [c.273]

Процессы, протекающие при искусственном старении, более сложные, чем при естественном. Первая стадия процесса, так же как и при естественном старении, связана с образованием зон ГП-1, т. е. [c.110]

Однако В отличие от зон ГП после естественного старения зоны ГП после искусственного старения имеют большие размеры (200 А при 100° С, 800 А при 200° С). Вторая стадия связана с образованием зон ГП-2 или [c.110]

Для всех алюминиевых сплавов этот процесс имеет общие закономерности. На первой стадии старения возникают зоны Гинье— Престона (ГП), в которых в результате повьипенной концентрации легирующего элемента наблюдается сильное искажение кристаллической решетки, приводящее к увеличению прочности и твердости. Эта стадия называется стадией зонного старения. При повышении температуры старенри (или увеличении его продолжительности при достаточно высокой температуре) возникают частицы метастабильных фаз, когерентно связанных с матрицей твердого раствора, — стадия фазового старения. Затем появляются более крупные частицы метастабильных фаз — стадия коагуляции. В дальнейшем частицы метастабильных фаз обособляются и укрупняются — стадия отжига. При этом искажен-ность решетки снижается и, следовательно, снижаются прочность и твердость. [c.646]

Для всех упрочняемых термической обработкой алюминиевых сплавов существуют общие закономерности изменения структуры распада пересыщенного твердого раствора и присущих ей свойств. На какой-то стадии старения возникают зоны Гинье—Престона (для сплавов А1—Си—Mg зоны Гинье—Престона—Багаряцкого). Эта стадия может быть охарактеризована как стадия зонного старения. При повышении температуры старения (или увеличении его продолжительности при достаточно высокой температуре) возникают частицы метастабильных фаз (при этом возможно существование нескольких метастабильных модификаций), что-отвечает стадии фазового старения. Затем появляются более крупные частицы метастабильных фаз (наступает стадия коагуляции при старении) и, наконец, зарождаются частицы стабильных фаз, которые укрупняются (отжиг). [c.16]

На всех стадиях искусственного (фазового) старения предварительное зонное старение, в том числе старение при комнатной температуре сплава В95 в интервале 2 часа — 2 суток, вызывает снижение прочности на 1,5—3,0 кПмм . Следовательно, искусственное старение необходимо начинать либо в первые два часа, либо спустя двое суток после закалки. [c.158]

А) и повышении содержания в них меди до стехиометриче-ского соотношения. Принято первые маленькие зоны называть зонами Г. П.-1, а вторые большие, зонами Г. П.-2, прин[иши-альной разницы между которыми нет. Процесс, связанный с образованием зон Г. П., называют также зонным старением (И. F1. Фридляндер), отмечая тем самым отличие от следующей стадии старения, которое по этой терминологии именуется фазовым старением. [c.574]

Для алюминиевых дисперсионно-упрочняемых сплавов наибольшая склонность к КПН обычно проявляется в стадии фазового старения [46, 107]. Для сплавов системы А1—Zn—Mg это объясняется наличием зоны, свободной от выделений [139]. В ряде случаев склонность к КПН можно связать с интенсивным распадом по границам субзерен, что мол<ет быть причиной возникновения на них высокой концентрации напряжений и субзерен-ного разрушения не только при КПН, но и при однократном приложении нагрузки в нормальных условиях. Это наблюдалось, например, в сплаве АК6. В связи с тем, что структурная неоднородность увеличивает склонность материала к КПН [46, 88], равномерность распада твердого раствора имеет большое значение. Так в сплаве АК6 в фазовой стадии старения при однократном приложении нагрузки наблюдалось преимущественно субзеренное разрушение. На участках с внутризеренным разрушением наблюдался мелкоямочный рельеф или участки с [c.71]

Распад пересыщенного раствора происходит в несколько стадий в зависимости от температуры и продолжительности старения. При естественном старении происходит собирание меди в определенных плоскостях кристаллической решетки твердого раствора. Эти зоны имеют форму тончайших дисков толщиною в несколько атомных слоев (зоны Гинье — Престона). Они препятствуют движению дислокаций, что приводит к повышению прочности [Л. 72, 73]. [c.53]

При искусственном старении (190°С) увеличение прочности происходит за счет выделения фаз 0", 0 и S. Пластическая деформация после закалки и перед искусственным старением приводит к более тонкому распределению полукогерентных фаз 0 и S, которые зарождаются предпочтительно на дислокациях. В период начальных стадий искусственного старения зарождаются и растут предпочтительно по границам зерен некогерентные фазы 0 и S, что приводит к обеднению областей, прилегающих непосредственно к границам. В начальных стадиях искусственного старения прочность увеличивается благодаря частичной реверсии зон ГП и ГПБ. По мере продолжения старения максимум прочности достигается, когда сплав содержит множество мелких частиц фаз 0", 0 и S. Во время старения эти частицы, обогащенные медью, образуются по всему объему зерна (рис. 87). Этот общий распад уменьшает концентрацию меди в твердом растворе матрицы и, таким образом, уже нет значительного преимущества [c.237]

И получение деталей высокой прочности. Распад твердого раствора при искусственном старении протекает в несколько стадий. Сразу после закалки (а у некоторых сплавов — даже в процессе закалочного охлаждения) в пересыщенном твердом растворе образуются скопления атомов легирующих элементов — кластеров, рассеивающих электронные волны. Вначале размер кластеров очень мал, и структурные методы их не выявляют. Через некоторое время кластеры вырастают настолько, что они вызывают дифракционные дефекты на рентгенограммах и электронограммах при просвечивании фольги. Кластеры, обнаруживаемые структурными методами, называют зонами Гинье—Престона (сокращенно — зоны ГП), которые имеют ту же решетку, что и матричный раствор, деформированную из-за различия в диаметрах атомов растворенного вещества и растворителя. Зоны ГП относят ко второй фазе, находящейся в метаста-бильном. равновесии с матричным раствором. В процессе искусственного старения сплавов зоны ГП переходят в промежуточные, а затем в стабильные фазы. [c.450]

При изкотемпературном распаде твердого раствора существенные изменения физических и механических свойств не сопровождаются появлением видимых под оптическим микроскопом выделений второй фазы и связаны с образованием кластеров, зон Гинье—Престона, мелких частиц фазы выделения. Резкое повышение твердости сплава на ранних стадиях низкотемпературного старения получило название дисперсионного твердения. [c.211]

С помощью электронной микроскопии были получены непосредственные изображения зон Г.— П.1 и 0". Кастен использовал для этой цели методику тонких фольг еще до ее широкого распространения последующие работы подтвердили, что этот метод оказался весьма эффективным для изучения первых стадий процесса выделения. На фиг. 15—17 представлены электронные микрофотографии продуктов низкотемпературного старения. Вопрос о том, являются ли продукты второй стадии низкотемпературного старения зонами Г.— П. или когерентными выделениями, по существу является вопросом терминологическим, однако в связи с тем что электронные микрофотографии и электронограммы этих продуктов очень сходны с получаемыми в случае когерентных выделений фазы , по-видимому, более предпочтительным является обозначение 0", [c.303]

Основным видом ТО, обеспечивающим необходимую прочность этих сплавов, является старение. Продукты распада пересыщенного твердого раствора, образующиеся при. низкотемпературном старении и на ранних стадиях -высокотемпературного старения, отличаются большим разнообразием. По данным работы [169], выделения в сплавах системы Al —Mg—Si после низкотемпературного старения представляют собой области размером примерно 1,8 нм со структурой, отвечающей равновесной р-фазе, когеренто сопряженной с матрицей (зоны Гинье — Престона). При высокотемпературном упрочняющем старении образуются мелкодисперсные частицы игольчатой формы, вытянутые параллельно < 100> А1. Иглы сохраняются в сплаве очень долго, постепенно увеличиваясь в размере. [c.150]

При таком виде МТЦО распад твердого раствора идет под влиянием действия деформации, в основном наследственного. За счет этого меняется кинетика распада а-твердого раствора. Особенность наследственного влияния холодной деформации заключается в том, что деформация. закаленных сплавов не изменяет механизма последующего старения, а изменяет лишь скорость отдельных его стадий интенсифицирует образование и рост метастабильных и стабильных фаз (увеличивает число центров кристаллизации) и неоднозначно сказывается на стадии зонного распада [173]. [c.181]

Типичная зависимость предела текучести металла от времени старения иллюстрируется рис. 26. В соответствии с представлениями Анселла и Ленела [70] предел текучести стареющих сплавов с увеличением длительности старения возрастает из-за увеличения объемной доли / когерентных зон или выделений. Если частицы когерентны с матрицей, то при упрочнении нужно учитывать не геометрические размеры зон, а размеры поля деформаций вокруг иих. На некоторой стадии старения когерентные зоны сменяются кекогерент-ными частицами и эффективная доля / выделений уменьшается. Если этот процесс происходит постепенно при все продолжающемся выделении второй фазы из пересыщенного раствора, то уменьшения предела текучести не происходит, но темп его нарастания снижается. Наконец, вся фаза выделяется из пересыщенного твердого раствора. [c.44]

Упрочнение с увеличением времени старения на восходящей ветви кривых может быть вызвано разными причинами. Во-первых, возможны случаи, когда на стадии упрочняющего старения плотность выделений столь велика, что дислокации не могут обходить выделения и перерезают их (при достаточно большом приложенном напряженни). Рост прочностных свойств с увеличением продолжительности старения в этих случаях обусловлен возрастанием химического упрочнения и торможения дислокаций полями упругих напряжений из-за укрупнения выделений (в частности, зон Ш, ам. рис. 175), увеличения плотности их распределения в матрице и появления трудно перерезаемых частиц более стабильной фазы (например, 0 в дополнение к 0" в сплавах А1—Си). [c.320]

На ранней стадии старения (соответствующей естественному старению) в пересыщенном закалкой а-твердом растворе меди в алюминии образуются зоны с повышенным содержанием меди. Толщина этих зон, названных по фамилии ученых, впервые их наблюдавших, зонами Гинье — Престона, очень мала и равна 2—3 атомным слоям. Упрочнение сплавов при естественном старении связано с искажениями решетки а-твердого раствора вследствие образования этих зон. [c.195]

Начальный период старения (назовем его первой стадией старения) заключается в том, что в пересыщенном твердом растворе атомы второго компонента (в данном случае атомы меди), расположенные в свежезакаленном сплаве в случайных местах, собираются в определенных местах кристаллической решетки. В результате этого процесса внутри кристалла образуются зоны повышенной концентрации растворенного компонента, так называемые зоны Гинье-Престона (зоны Г. П.). [c.573]

На начальных стадиях распада в иересыщеииом твердом растворе образуются скопления атомов легирующего элемента (В) — кластеры. Когда размер кластеров в процессе старения увеличится настолько, что их можно обнаружить ири электронно-микроскопи-ческом и рентгеноструктурном анализе, они называются зонами Гинье —Престона (зоны ГП). [c.108]

Так, на I стадии старения в пересыщенном твердом растворе А1 атомы Си (ранее стихийно расположенные в сплаве А1—Си после его закалки — рис. 18.7,а) начинают концентрироваться в кристаллической решетке с определенной закономерностью (рис. 18.7,6), вследствие чего в кристаллах возникают участки повышенной концентрации Си, получившие название зон Гинье — Престона (по имени ученых А. Гинье и Ж. Престона). [c.325]

На И стадии старения при температурах 150—200° С подвижность атомов достаточна и концентрация Си в зонах Гинье — Престона достигает стехиометрического соотношения (количественного соотношения, при котором в данном случае А1 и Си химически взаимодействуют), необходимого для образования химического соединения uAla. В этих зонах перестраивается кристаллическая решетка и образуются кристаллы промежуточной б -фазы — фазы Вассермана (по имени ученого Г, Вассермана) с решеткой, хотя и отличающейся, однако когерентно связанной с решеткой твердого раствора А1 (рис. 18.7,б). [c.325]

Так, например, в сплавах А1 -Си при естественном или низкотемпературном искусственном старении (ниже 100... 150 С) образуются зоны Гинье-Престона 1 (ГП-1). На начальной стадии в пересыщенном а - твердом растворе образуются объемы (сегрегации), обогащенные атомами меди. Они представляют собой пластинчатые или дисковые образования диаметром 4.. 6 нм и толщиной несколько атомных слоев. [c.122]

Механизм упрочнения при старении сплавов различных систем состоит в том, что зоны предвыделений и образующиеся дисперсные частицы, имея по сравнению с матрицей различные упругие свойства, создают поля напряжений, взаимодействующие с дислокациями. В результате движение дислокаций через кристалл затормаживается и деформация сплава затрудняется с другой стороны, дисперсные частицы оказывают также сопротивление переползанию дислокаций (см. рис. 58). Например, у магнитотвердых сплавов структура, возникающая на различных стадиях старения в системе Fe—Ni—Al, способствует увеличению коэрцитивной силы, поскольку зоны предвыделений и области дисперсных выделений, будучи соразмерными с величиной доменов, задерживают переориентацию стенки Блоха в процессе перемагничи-вания сплава. Эффект старения наблюдают и используют не только в системах цветных сплавов (на основе алюминия, магния, титана, никеля), но и в сплавах на основе железа и, в частности, у стали, содержащей [c.112]

В качестве примера можно привести анализ процесса старения ненасыщенных полимеров (например, каучука) [1151. Данный процесс связан с поглощением кислорода из воздуха и последующим охрупчиванием полимера. Поэтому степень повреждения можно оценивать по количеству М поглощенного кислорода и = М. Процесс имеет четыре стадии (рис. 27, а). Вначале (зона /) происходит интенсивное поглощение кислорода, что обусловлено протеканием химических реакций с участием реакционноспособных групп самого каучука. Затем (зона II) скорость процесса поглощения снижена до некоторого постоянного значения, так как реакция замедлена ингибиторами. После того, как ингибитор израсходован, начинается активизация процесса (зона III), реакция имеет автокаталический характер. Наконец, скорость процесса окисления снова снижается (зона /К). Поскольку к началу III стадии уже потеряны ценные свойства каучука (понижается прочность на растяжение, увеличивается хрупкость), наибольшее значение имеет рассмотрение двух первых периодов старения. [c.108]

Закономерно изменяется строение излома в зависимости от режима термической обработки (рис. 9). Для алюминиевых сплавов АК6, 01911, В93, ВАД23 и других в зонной стадии старения разрушение проходит с высокой степенью локальной пластической деформации, что выражается наличием на изломах однократного нагружения преимущественно крупноямочного рельефа. Центрами зарождения разрушения являются в основном крупные частицы избыточных фаз. Изломы исследованных материалов различаются главным образом размерами ямок и [c.32]

Склонность К КПН в значительной степени зависит от чистоты материала, размера зерна [29], текстуры. Обычно в высотном направлении склонность к КПН максимальна. Анизотропия коррозионной стойкости может быть настолько значительна, что разрушение развивается по мало нагруженным поверхностям. Так, в стали Н17К12М5Т в состоянии после горячей прокатки и старения разрушение на стадии медленного развития трещины распространялось практически вдоль оси приложения растягивающей нагрузки, а однократный долом проходил перпендикулярно ей (рис. 47). В закаленных образцах из той же стали в обеих зонах излома разрушение происходило нормально. [c.73]

Распад сплава на начальных стадиях старения идет по непрерывному механизму, который в. условиях невысокой диффузионной подвижности атомов компонентов позволяет сплаву довольно быстро достичь некоторого относительного (коллоидного) равновесия. Метастабильность такого состояния сплава (высокая поверхностная энергия межфазных границ, отличие состава твердого раствора от равновесного, а зон или выделений от стехиометричес-кой концентрации, высокий уровень внутренних иапряжений), сохраняет движущую силу для дальнейшего развития распада по [c.56]

ЦентраЦий мйгнкй fi йпл ах ИХ свойства, особенно нй нйчйльной стадии старения, меняются неодинаково. Увеличение содержания магний от О, I до 0,4% проявляется на начальных стадиях старения заметно увеличивается скорость упрочнения, что, по-видимому, связано с ускорением процесса распада а-твердого раствора вследствие образования комплексных. кластеров, ускоряющих протекание зонной стадии распада. [c.63]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...