Алюминий — бор термоциклирование

Если образцы железа и углеродистой стали обычно сокращают длину и приобретают бочкообразную форму, то алюминий, медь, никель и аустенитные стали в зависимости от режима термоциклирования и формы образцов меняют направление формоизменения [88, 144]. Так, образцы алюминия при термоциклах 420 20° С с медленным нагревом и охлаждением в воде удлинялись с коэффициентом роста 53 10 , а в случае быстрого нагрева и охлаждения в воздухе они укорачивались за один цикл примерно на 68 X X Ю [151]. По-разному изменялись размеры образцов, изготовленных различными методами [144]. [c.12]

На алюминии обнаружено большое влияние среды, в которой производился нагрев. При нагреве образцов в водяных парах размерные изменения были большими, чем при печном нагреве. В работе [198] предположено, что образующиеся при термоциклировании несплошности при нагревании образцов в водяных парах заполняются чужеродными атомами, что способствует образованию и росту новых не-сплошностей. Это объяснение не является единственным, поскольку в результате интенсивного окисления алюминия образцы становились в сечении неоднородными. Роль взаимодействия алюминия с парами воды проявляется также в развитии водородной пористости [186, 363] (см. гл. V). [c.16]

Роль оплавления в развитии пористости при термоциклировании изучена в работах [210—212, 249, 255] на примере анизотропного в отношении термического расширения металла. Влияние легкоплавких примесей на рост изотропных металлов, являющихся основой большинства жаропрочных сплавов, исследовано хуже. В связи с этим автором совместно с И. А. Чернышевой и Л. А. Шевченко исследованы структурные и объемные изменения, происходящие при термоциклировании сплавов алюминия с кадмием, оловом, свинцом и висмутом. С алюминием указанные элементы не образуют промежуточных фаз и имеют сравнительно низкую температуру плавления. Благодаря большому различию в температурах плавления алюминия (660° С) и температур солидуса сплавов можно было варьировать в широком интервале значения верхней температуры цикла, при которой сплавы остаются в твердо-жидком состоянии. [c.105]

Сплавы алюминий — висмут. Во время термоциклирования сплавов алюминия с висмутом наблюдали увеличение объема и образование пористости. Однако [c.110]

Наблюдавшееся в опытах увеличение кажущегося удельного объема при термоциклировании может быть связано с изменением фазового состояния сплавов. С повышением температуры растворимость примесей в алюминии увеличивается и фазовое состояние образцов при комнатной температуре будет определяться режимом термоцикла. На величине объемных изменений могла сказаться и дендритная ликвация, имевшая место в исходных образцах и устраняемая по мере термоциклирования. В связи с этим изучили структурные и объемные изменения, происходящие во время изотермической обработки сплавов. Образцы отжигали в основном при повышенных температурах — 500— 600° С, использование которых при многократных закалках приводило к большому возрастанию объема. [c.111]

Как правило, изотермическая обработка мало сказывалась на удельном объеме сплавов. После 16 час отжига при 600° С плотность образцов сплавов алюминия с кадмием изменилась в пределах 0,06—0,09%. Такая же выдержка образцов из сплава А1 + 1% РЬ привела к небольшой усадке, а в сплаве А1 -f 1% Sn в начале выдержки наблюдали возрастание объема, а затем усадку, так что полное изменение удельного объема составило 0,03%. Из полученных данных следует, что изменением фазового состава сплавов нельзя объяснить объемные изменения, наблюдавшиеся при термоциклировании. Отметим, кстати, что увеличение объема имело место и при термоциклировании длительно гомогенизированных образцов, хотя темп его был несколько меньшим. [c.111]

Структурные и объемные изменения, происходящие при термоциклировании, изучали и на сплаве алюминия с цинком. Цинк хорошо растворяется в твердом алюминии при повышенных температурах и с понижением ее растворимость резко уменьшается [69]. Содержание цинка в исследованных сплавах составляло 30 и 61 вес.%. В исходном состоянии образцы содержали много пор, что затрудняло анализ результатов исследования. Благодаря сильно раз- [c.118]

Газы, особенно водород, могут проникать в алюминиевые сплавы во время термоциклирования. О роли водорода, поступающего в алюминиевые сплавы и образующегося при взаимодействии алюминия с влагой, сообщалось в работах [122, 1471. Однако увеличение объема и ограниченное образование пор в пределах эвтектических сфероидов наблюдали при термоциклировании по режиму 560 [c.120]

Использованные алюминиевые сплавы, кроме сплавов с цинком, двухфазны в исходном состоянии. Одни из них (например, сплавы с небольшим содержанием меди и кадмия) при термоциклировании переходили в однофазное состояние, и рост их прекращался. В присутствии включений второй фазы, коэффициенты термического расширения которых иные, чем у алюминия, величина напряжений возрастает и тем больше, чем больше это различие. В зависимости от разницы коэффициентов термического расширения алюминий — избыточная фаза, сведения о которых приведены в табл. 7 [69], присадки можно расположить в следующий убывающий ряд Si, Bi, d, Pb, Си, Sn. Различие коэффициентов термического расширения определяет уровень деформаций даже в том случае, когда температурные градиенты отсутствуют. Однако некоторые фазы [c.121]

Эффективность примеси связана и с ее поверхностной активностью. От последней, в частности, зависит форма пор, образующихся при термоциклировании. Жидкости, хорошо смачивающие поверхность алюминия, растекаются по границам зерен и свободной поверхности, вследствие чего поры приобретают вид трещин. Подобного эффекта следует ожидать от олова, с поверхностной активностью которого связано охрупчивание алюминия. При термоциклировании других алюминиевых сплавов возникала жидкость с повышенным содержанием алюминия. Низкое значение энергии границ раздела фаз обусловливает большую проникающую способность такой жидкости вдоль структурных дефектов. [c.124]

Обсуждение причин роста алюминиевых сплавов при термоциклировании с оплавлением будет неполным, если не указать еще на одно обстоятельство. Сопоставляя данные о поведении алюминиевых сплавов при изотермической обработке, обратили внимание на чувствительность объемных изменений к фазовому состоянию сплава. Образцы сплавов алюминия с медью, например, во время отжига [c.126]

Большое влияние на рост объема алюминия оказывает охлаждающая среда. Максимальный рост наблюдали при интенсивном охлаждении в холодной воде (рис. 63). Предварительное охлаждение образцов в жидком азоте, воздухе и трансформаторном масле оказалось менее эффективным. Минимальный эффект при термоциклировании наблюдался при охлаждении в масле, пленки которого, по-видимому, защищают алюминий от воздействия влаги при [c.162]

Термоциклирование холоднокатаного алюминия (99, 999 % А1) [241] в режимах 20 400 °С и 20 600 °С ведет к рекристаллизации, которая, однако, по мере нарастания числа циклов прекращается, и развивается [c.8]

Полученные экспериментальные данные позволяют судить об особенностях процессов, протекающих при ТЦО. Отсутствие выдержки, а также непрерывный нагрев и охлаждение материала во время обработки создают специфические условия для диффузии примесных атомов. У бинарных алюминиевых сплавов эффект от термоциклирования различен. Общим для всех является повышение и выравнивание концентрации химических элементов в твердом растворе. Вместе с тем повышение глубины растворения при ТЦО по сравнению с изотермической выдержкой под закалку происходит лишь у сплавов с кремнием при концентрациях кремния выше его предельной растворимости в алюминии, т. е. при избытке кремния. [c.75]

УП-5-207, эпоксид- ный Пасто- образный 1 год 120-150 0,1-0,5 40 мин -60 - +200 25 (СтЗ) Сталь, алюминий, латунь, медь, пермо-лой, ковар, золото, керамика, пластмассы. Отличительная особенность - способность склеивать замасленные металлы. Стойки к гидростатическому давлению до 10 Па. Сохранение прочности 95 % исходной после имитации 12 лет хранения. Стойки к воздействию тропических условий, многократному термоциклированию в диапазоне -60. ..+200 С, влаги, вибрации, растворителей, массл, смазочно-охлаждающих жидкостей стойки к воздействию неравномерных нагрузок [c.171]

При термоциклировании крупных образцов избыточные вакансии конденсируют не на внешней поверхности образца а на внутренних стоках (границах и субграницах, дисло кациях, порах и др.) [75, 131, 2081. Вследствие этого в тер моциклируемом металле может развиваться и пористость Формирование пористости при теплосменах изучено на по ликристаллической меди [208], ее сплавах с алюминием [209] и др. Термоциклирование меди, например, по режиму 650 20° С с закалкой в воде ведет к образованию пор на границах зерен, и с увеличением числа циклов количество пор и их размеры увеличиваются. В сечении образцов поры распределены неравномерно. Число их уменьшается от центра образца к периферии, а в припвверхностном слое толщиной 1,5—2,0 мм поры почти отсутствуют. При термоциклировании тонких образцов меди развитие пористости не наблюдалось. [c.24]

Размерная нестабильность сплавов урана определяется и их составом [163]. Кальцийтермическ1 й уран и магнийтер-мический уран имеют различные коэффициенты роста. Уран, содержащий алюминий, железо, ванадий, германий, палладий или титан, испытывает при термоциклировании большое формоизмеиеиие, а добавки молибдена, ниобия, платины и хрома уменьшают абсолютную 1 еличину коэффициента роста. Влияние химического состава на формоизменение сплавов урана при термоциклировании проявляется не только в связи с изменением объемного эффекта и уровня физико-механических свойств при переходе от одного типа упаковки к другому, но и с атомным механизмом этого перехода, характером размещения образующихся фаз и др. [c.52]

Коалесценция карбидных частиц при термоциклирова-нии сплава ЖС6-К сопровождалась образованием пограничных выделений. Количество упрочняющей Y -фазы по мере термоциклирования уменьшалось. Изменялась и форма кристаллов кубические в исходном состоянии кристаллы v -фазы во время термоциклирования приобретали глобулярную и пластиночную формы, чему сопутствовало интенсивное погрубение структуры. Особенно легко крупные кристаллы упрочняющей фазы возникали на границах зерен твердого раствора. Заметна и тенденция к удалению из у -фазы никеля, алюминия, хрома и обогащение титаном и кобальтом. Как и в сплаве ВЖЛ-8, структурные изменения при термоциклировании сплава ЖС6-К приводили к разупрочнению. [c.80]

С малой температурной зависимостью растворимости углерода в ОЦК-железе связана и повышенная ростоустойчивость графитизированных железных сплавов. Ферритизи-роваиные чугуны при термоциклировании в условиях, при которых верхняя температура цикла не превышает критическую, обладают высокой стабильностью объема [25, 45]. Аналогичные данные получены и на графитизированных сталях [251. Чугали и силали, в которых благодаря легированию алюминием и кремнием сохраняется ферритное состояние металлической основы чугуна при нагревах до 900—1000° С, при термоциклировании не испытывают необратимого увеличения объема. Присутствие метастабиль-ного цементита снижает ростоустойчивость чугуна и стали, ибо происходящая при термоциклировании графитизация цементита сопряжена с увеличением объема. [c.85]

Учитывая результаты работ, в которых обнаружено разрыхление алюминия при термоциклировании [88, 1981, сначала изучили влияние многократных закалок на плотность и структуру чистого алюминия А999. Закалки производили в воде от 500 и 600° С, и после 50 циклов плотность образцов менялась в пределах ошибки измерения. Образование трещин при этом не наблюдалось. Повышенная в сравнении с данными [88, 1981 термостойкость алюминия А999, возможно, связана с отсутствием примесей и ролью окисления. Интенсивное окисление образцов, особенно при высоких температурах нагрева, могло сказаться на характере распределения термических напряжений и свойствах материала. Образование пленки окислов может явиться одной из причин разрыхления образцов при термоциклировании. На приведенные ниже результаты окисление поверхности образцов не должно оказывать заметного влияния. Как правило, образцы взвешивали до и после удаления пленки окислов через каждые 15—20 циклов. [c.106]

Сплавы алюминий — свинец. Как и в оло-вянистых сплавах, в сплавах алюминия со свинцом термо-циклирование увеличивало удельный объем, если образцы охлаждались в воде. Однако темп увеличения объема был меньшим. После 60 закалок от 600° С образцов сплава А1 + + 1% РЬ прирост объема примерно составлял 0,4%, что в четыре-пять раз меньше, чем в сплавах А1 — Sn. Зависимость объемных изменений от числа циклов прямолинейная (рис. 38). Повышение верхней температуры цикла увеличивает, а снижение содержания свинца в сплаве уменьшает объемный эффект термоциклирования. Образцы сплавов с 0,3 и 1,0% РЬ практически не изменяли объем при термоциклах с охлаждением в воздухе. [c.108]

Вес образцов незначительно уменьшался по мере термо-циклирования, хотя растекание свинца на поверхности алюминия не наблюдали. В исходном состоянии образцы содержали включения свинца, размещенные на границах зерен. В структуре термоциклированных образцов обнаруживали межзеренные трещины, реже — поры. Энергия активации роста при закалках от температур 450—600° С составляет 18 ккал/моль. [c.109]

В термоциклированных образцах на границах зерен, а иногда и в объеме их можно ввдеть поры (рис. 40, б), отсутствовавшие в исходных образцах (рис. 40, а). Во время термоциклирования устраняется дендритная ликвация кадмия. Вследствие повышенной растворимости кадмия в твердом алюминии высокотемпературные закалки уменьшают количество кадмиевой фазы и после 60 циклов она обнаруживается в объеме зерен алюминия в виде изолированных включений лишь в сплаве с 1,5% d. [c.110]

Таким образом, при термоциклировании сплавов алюминия с медью, кремнием и цинком происходит необратимое увеличение объема и развитие пористости. Одним из необходимых условий образования пор является оплавление. Ускорение охлаждения, как и в случае малорастворимых примесей, способствует возрастанию объема. Результаты исследования влияния различных факторов на реет алюминиевых сплавов при термоциклировании с оплавлением в общем согласуются с данными работ [210—212], полученными на анизотропном в отношении термического расшкреиия кадмии с примесями. Вместе с тем вследствие различной склонности сплавов к росту и отсутствия напряжений термической анизотропии необходим обстоятельный анализ влияния оплавления. В качестве независимых факторов, вызывающих увеличение объема и развитие пористости, могут служить термические напряжения, газы и чередую- [c.119]

Одной из причин падения плотности алюминиевых сплавов при термодиклировании может явиться развитие газовой пористости. Жидкий алюминий хорошо растворяет водород 1751 и, по данным [252], при обычных способах приготовления алюминиевых сплавов содержание водорода велико и достаточно для образования водородных пор при термической обработке. Для оценки роли газов, попадающих в сплав при плавке и разливке, термоциклирова-ли отливки, переплавленные в вакууме. Оказалось, что вакуумированные сплавы с медью при термоциклировании по указанным выше режимам разрыхлялись не меньше, чем выплавленные в воздухе. Так, плотность сплава с 7% Си, выплавленного в вакууме 10 мм рт. ст., после 30 термоциклов по режиму 560 20° С (вода) уменьшилась на 3,8%, а плотность справа с 7,5% Си, выплавленного в воздухе, после тех же термоциклов уменьшилась на 1,8% (разливка в песок) и 2,75% (разливка в кокиль). Следовательно, имеющиеся в сплавах газы не являются ответственными за необратимое увеличение объема при термоциклировании. [c.120]

В технике чаще используют химически неоднородные материалы. Эта неоднородность создается преднамеренно или непроизвольно во время изготовления деталей. Она может появляться в них и как результат взаимодействия с окружающей средой. С химической неоднородностью связано возникновение внутренних напряжений и деформаций, поскольку различаются удельные объемы и коэффициенты термического расширения. Химическая неоднородность может быть и причиной неодновременного развития фазовых превращений в различных участках детали. Происходящие при термоциклировании деформации искажают форму деталей или изменяют их объем. Влияние воздействия среды рассмотрено на примере окисления чугуна и развития водородной пористости в алюминии и его сплавах, роль химической неоднородности — на обезуглерожен-ных и поверхностно-легированных сталях и на композиционных материалах. [c.150]

В работе [363] сообщены результаты исследования деталей из алюминиевых сплавов, подвергнутых многократным нагревам. В результате сотен теплосмен, каждая из которых включала 10-часовую выдержку при 570° С, поршень из силумина увеличился в высоту на 15,6%, а в диаметре — на 17,4%. При металлографическом исследовании обнаружены поры диаметром 0,05—0,15 мм, размещающиеся в приповерхностных участках и занимающие четвертою часть сечения отливки. Кристаллы кремния, укрупнившиеся в результате термоциклирования почти в 10 раз, размещались между порами. Вдали от поверхности поршня пор было меньше. Химический состав силумина изменился незначительно, а содержание газов, особенно водорода, сильно увеличилось. На основании результатов выполненного автором исследования [3631 можно заключить, что пористость развивается путем удаления алюминия из промежутков между кристаллами кремния в результате роста водородных пор. Предполагается, что атомарный водород образуется на поверхности алюминиевых деталей и диффундирует в глубь их, где молизуется в существующих порах. Поры растут под влиянием давления газов. [c.158]

В. И. Просвирин [1981 термоциклировал литые и деформированные образцы алюминия в воздухе и водяном паре по режиму 500 20° С. Изменение размеров образцов в водяном паре было большим, чем в воздухе. Предварительная деформация повышает размерную стабильность алюминия при термоциклировании тем больше, чем выше степень деформации. Автор предположил, что возникаю- [c.158]

Автор совместно с Т. А. Гончаровой исследовали влияние водорода на рост объема алюминия и его сплавов при термоциклировании. Исследованию подвергали образцы алюминия высокой чистоты А999, технической чистоты А7 и бинарных сплавов алюминия с 0,2% Ni 2% Si и 5% Си (по весу). Образцы размером 5 х 10 х 15 мм тер-моциклировали по режимам нагрев в электропечи до температуры Та, охлаждение и выдержка в холодной и кипящей воде. О развитии пористости судили по данным гидростатического взвещивания и микроструктуре. [c.159]

Чаще поры имеют сферическую форму и по мере удаления от поверхности образца уменьшаются в размерах. Близлежащие поры на дальних стадиях циклической термообработки срастаются. В образцах А7 крупные поры не обнаруживались. Мелких пор значительно больше, и они рассеяны в объеме кристаллов алюминия. Поперечник их на порядок величины меньше. Мелкие поры имеют кубическую и октаэдрическую формы, что наблюдалось и в сплаве А1 + 4% Си [1861. Из сопоставления микроструктуры образцов до и после термоциклирования можно заключить, что крупные поры возникли на базе микронесплошностей, присутствовавших в исходных образцах. [c.161]

Склонность к разрыхлению алюминия при термоциклировании можно изменить легированием и предварительной обработкой. При теплосменах по режиму 15 мин выдержка при 500° С, охлаждение в холодной воде и 10 мин пребывания в кипящей воде образцы технического алюминия оказались менее ростоустойчивыми, чем образцы чистого алюминия и сплавов алюминия с кремнием, никелем и медью (рис. 64). Присадки никеля и меди значительно уменьшили рост алюминия. Стабилизации объема образцов способствует и предварительная холодная деформация. Осадка на 60% технического и чистого алюминия снизила [c.162]

Механизм пластической деформации при росте объема алюминия автором не изучался. Энергия активации процесса роста во время закалки от температур интервала 400—600° С составляет 23 ккал/моль для алюминия марки А999 и 18 ккал/моль для алюминия технической чистоты. Эти значения близки к энергии активации образования вакансий [275, 373]. По-видимому, кинетика деформации образцов контролируется вакансионным механизмом. С введением кремния, никеля и меди сопротивление пластической деформации алюминия увеличивается [38], что наряду с уменьшением способности алюминия поглощать водород [1751 препятствует росту объема алюминия при термоциклировании. [c.163]

Данных о механизме наводороживания алюминия при взаимодействии с водой немного. Образующиеся при нагреве образцов пленки окислов защищают поверхность алюминия от непосредственного воздействия воды. Поскольку глинозем не взаимодействует с водой и водородом [2351, предварительное окисление должно препятствовать насыщению алюминия водородом. Возможно, что защитная роль глинозема невелика, особенно при нагревах до невысоких температур. Например, во время нагревов до Тд < 500—600° С окисление происходит по параболическому закону и образуются аморфные окислы [135]. При нагревах до более высокой температуры возникают кристаллические окислы у — AljOg [2661 и кинетика окисления меняется. Кристаллические окислы, по-видимому, лучше защищают алюминий от взаимодействия с водой. Если указанное различие защитной роли окислов действительно имеет место, то экстремальный характер зависимости коэффициента роста от верхней температуры цикла находит простое объяснение. По данным работы [168], при введении меди, железа и марганца образуются кристаллические окислы алюминия, и с этим может быть связано влияние примесей на ростоустойчивость сплавов при термоциклировании. [c.164]

Крепление с обеспечением заземления диодных полупроводниковых больших интегральных микросхем Крепление и герметизация изделий из стали, алюминия, меди, феррита. Клеи стойки в условиях многократного термоциклирования, влаги, аибрации, термоокислитель-пого старения [c.201]

В сплавах А1—Mg более широкая, чем в сплавах А1—81, область твердых растворов с предельной растворимостью магния в алюминии — 17,4 % (по массе) при температуре эвтектического превращения 450 °С. В равновесии с алюминиевым твердым раствором находится р-фаза Mg5Al8(36 % Мд) [3]. Эта фаза входит по составу в oблa fь гомогенности (34,8 -— 37,1 % M.g) и соответствует большинству данных, характеризующих кристаллическую структуру [3]. р.-фаза образует с алюминиевым твердым раствором эвтектику, содержащую около 34 % Mg. Кроме того, если коэффициенты линейного расширения кремния и алюминия отличаются друг от друга более чем в 6 раз, то их значения для алюминии и магния довбльнЬ близки. Поэтому эффект от термоциклирования таких разных по своему химическому и структурному составам материалов также должен быть различным, а это дает более глубокие представления для анализа влияния ТЦО на структуру и свойства алюминиевых сплавов. [c.48]

Для изучения влияния ТЦО на структуру трехкомпонентного сплава был взят сплав А1 —М —81, содержащий 6,8 % 81, 0,32 % Мд, остальноеА (сплав АЛ9). В таком сплаве возможно наличие следующих фаз а-твердого раствора, кремния и соединения М еЗ . Сплав является дисперсионно-твердеющим, упрочнение которого достигается за счет выделения из твердого раствора ультрадисперсных частиц фазы Mg2Si в процессе искусственного старения. Как показали опыты, при термоциклировании данного сплава по режиму 300 ь540 °С концентрация и характер распределения кремния и магния меняются. С увеличением продолжительности ТЦО концентрация элементов в твердом растворе повышается (рис. 2,22). При этом неоднородность распределения кремния снижается, а магния практически не меняется. Электрическая проводимость изменяется подобно тому, как это имело место у двойных сплавов алюминия с аналогичным содержанием кремния на начальных стадиях термоциклирования она падает, а затем с повышением числа циклов заметно растет. Такое изменение электрической проводимости происходит за счет перераспределения атомов, связанного с коалесценцией частиц кремния при длительном термоциклировании. [c.56]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...