СТАРЕНИЕ СПЛАВОВ — ТВЕРДОСТЬ МЕТАЛЛО

СТАРЕНИЕ СПЛАВОВ — ТВЕРДОСТЬ МЕТАЛЛОВ [c.1023]

Согласно исследованиям [12], износостойкость при использовании этого метода изменяется с изменением концентрации сплава не так, как при воздействии закрепленным зерном. В ряде случаев метод оказывается весьма чувствительным. Например, упрочнение при старении дюраля он обнаруживает, что не выявляется изнашиванием о жестко закрепленное зерно [13]. Основным фактором, определяющим мгновенную абразивную способность высокотвердого зерна [14], является острота режущих выступов зерна, характеризуемая величиной среднего радиуса закругления этих выступов [15]. Показано, что разрушительное действие зерна велико лишь в том случае, когда его твердость выше твердости разрушающего металла, причем дальнейшее повышение твердости зерна не эффективно. [c.27]

Между пределом прочности и твердостью НВ различных металлов суш ествует приблизительная зависимость для стали твердостью 120-175 НВ Од = 0,34 НВ для стали твердостью 175-450 НВ Og 0,35 НВ для меди, латуни, бронзы отожженной = 0,55 НВ, наклепанных = 0,40 НВ для алюминия и алюминиевых сплавов твердостью 20-45 НВ (0,33-0,36) НВ для дюралюминия отожженного = 0,36 НВ для дюралюминия после закалки и старения ajj=>0,35 НВ. [c.28]

Старение после пластической деформации. (2) Изменение пластичности, твердости, предела текучести и прочности на разрыв, которое встречается при хранении в течение некоторого времени металла или сплава, претерпевшего холодную обработку. В стали деформационное старение характеризуется потерей пластичности и соответствующего увеличения твердости, предела текучести, предела прочности. [c.1052]

Алюминиевые сплавы представлены двумя группами деформируемыми и литейными. Для изготовления различного рода конструкций используют сплавы первой группы. В свою очередь их подразделяют на неупрочняемые и упрочняемые термической обработкой. Упрочнение первых проводят нагар-товкой (деформированием в холодном состоянии). Упрочнение термической обработкой — это двойной процесс закалки сплава и последующего старения. Для закалки металл нагревают до определенных температур, при которых все компоненты сплава переходят в твердый раствор. Затем путем быстрого охлаждения осуществляют закалку. Компоненты, пересыщающие твердый раствор, не успевают выделиться и фиксируются в нем. Но сплав стремится перейти от такого неравновесного состояния в состояние равновесия, и компоненты, пересыщающие раствор, с течением времени начинают выделяться из него в виде химических соединений. При этом имеет место искажение кристаллической решетки, повышение твердости и прочности сплава. Такой процесс носит название естественного старения. Он может протекать на протяжении нескольких дней, а иногда и месяцев. Подогрев сплава до температур, повышающих подвижность атомов, дает возможность свести старение к нескольким часам. [c.104]

Детали из металлов и металлических сплавов твердостью до НЯС 45 могут быть обработаны современным лезвийным инструментом, а детали с твердостью выше НЯС 45, как правило, лезвийным инструментом не обрабатываются, а обрабатываются абразивным инструментом. Абразивная обработка является малопроизводительным процессом, хотя она обеспечивает высокую точность. Детали из алюминиевых сплавов перед механической обработкой следует подвергать закалке и старению. [c.113]

Сварка сплавов алюминия с магнием и цинком (АМг и АМц) не вызывает затруднений и производится теми же способами, что и сварка алюминия. Исключение составляют дюралевые сплавы, представляющие собой сплавы А1 с Си. Эти сплавы являются термически упрочняемыми путем закалки и последующего старения. В результате старения значительно повышается прочность и твердость сплавов. Нагрев свыше температуры 500° С приводит к оплавлению и окислению границ зерен, вследствие чего происходит резкое снижение механических свойств. Свойства перегретого дюралевого сплава не могут быть восстановлены никакой термической обработкой. Таким образом, сварка дюралей связана с разупрочнением зоны термического влияния на 40 50%. При сварке дюралюмина в атмосфере защитного газа также происходит снижение прочности, однако термообработкой можно восстановить прочность до 80—90% от прочности основного металла. [c.375]

ДУРАЛЮМИН (д ю р а л ю м и н, дюралюминий, дюраль) — сплав алюминия с медью, магнием, марганцем и некоторыми другими элементами. После закалки и старения (см. Старение металлов) Д. приобретают значительную твердость соответственно увеличивается и прочность. При высокой прочности и небольшом удельном весе Д. является хорошим конструкционным материалом и широко применяется в технике, особенно в авиастроении. Д. относится к деформируемым алюминиевым сплавам. Иа него изготовляются прутки, трубы, листы, проволока методами обработки давлением. Сварка Д. затруднительна, требует специальных приемов. [c.44]

Старение приводит к увеличению твердости и прочности металлов при одновременном уменьшении пластичности и ударной вязкости. Этой процедуре подвергаются металлические детали и изделия, которые не должны менять форму и размеры в процессе эксплуатации. Старение используется для повышения прочности и жаропрочности металлических сплавов. При старении, как и при отпуске, абсолютно устойчивое состояние не достигается. [c.429]

На рис. 11 показаны результаты измерения конечных значений твердости в сварном соединении сплавов систем А1—М —51, А1 — Си—Мп и А1—2п— М . Выявляются преимущества дисперсно твердеющего при комнатной температуре сплава с цинком и магнием перед двумя другими сплавами. В зависимости от температуры и продолжительности ее воздействия степень разупрочнения различна. Показатели прочности сварных соединений сплавов системы А1—Mg—51 составляют 60— 80%, а системы А1—Си— Мп — 50 70%. Существенное восстановление прочности соединений (90—95% уровня основного металла) для сплавов указанных систем легирования можно достичь только повторной закалкой всего соединения и искусственным старением. Однако подобная термообработка всего сварного узла или конструкции возможна далеко не всегда, так как такую операцию трудно выполнить на крупногабаритной конструкции, а также на любой конструкции, имеющей жесткие заданные размеры. [c.70]

Легирование алюминия магнием увеличивает склонность сплава к КРН, особенно, если содержание Mg превышает 4,5 %. Для ослабления воздействия, по-видимому, необходимо проводить медленное охлаждение (50 °С/ч) сплава от температуры гомогенизации, чтобы произошла коагуляция -фазы (AlgMga) последний процесс ускоряется при введении в сплав 0,2 % Сг [29]. Эделеану [30] показал, что катодная защита приостанавливает рост трещин, которые уже возникли в сплаве при погружении в 3 % раствор Na l. При старении сплава при низких температурах максимальная склонность к КРН отмечалась перед тем, как была достигнута наивысшая твердость. Эти данные аналогичны приведенным выше для дуралюмина. Поэтому Эделеану предположил, что склонный к КРН металл вдоль границ зерен не является равновесной р-фазой, ответственной за твердость сплава. По его мнению, склонность к КРН в области границ зерен связана с сегрегацией атомов магния, и этот процесс предшествует образованию интерметаллического соединения. По мере старения склонность к КРН уменьшается, так как выделение Р-фазы в области границ зерен идет с потреблением металла, содержащего сегрегированные атомы магния. Сходным образом, вероятно, можно объяснить поведение сплавов алюминия-с медью. [c.353]

В соответствии с этим физические характеристики молибдена при выделении частиц фаз внедрения изменяются в прямо противоположном направлении. Если при старении сплава молибдена, в котором выделяется карбид циркония с удельным атомным объемом примерно на 60% больше, чем у матрицы, твердость металла возрастает и наблюдаете ушнрение линий на рентгенограммах (характеризующее уровень внутренних напряжений в матрице), то в металле, легированном ванадием, твердость и уширение линий в состаренном металле меньше, чем у закаленного (рис. 3.10, 3.11) [22]. [c.59]

При легировании бериллием некоторых тяжслых металлов, напрпмер медн или ннкеля, образуются сплавы, обладающие способностью к дисперсионному твердению (старению). Сплавы на основе меди или никеля, в которых бериллий образует фазы, способствующие дисперсионному твердению, характеризуются способностью растворять бериллий примерно от 0 ,1% при комнатной температуре более чем до 3% при повышенной температуре. После нагревания сплава до температуры, при которой бериллий более растворим, и последующего быстрого охлаждения такого сплава закалкой в воду до комнатной температуры часть бериллия, которая не растворяется прн комнатной температуре, образует пересыщенный твердый раствор. В таком состоянии сплав мягок и легко поддается обработке при комнатной температуре. Однако после повторного нагревания до относительно низкой температуры (ниже температуры красного каления) пересыщенный твердый раствор бериллия в сплаве распадается на кристаллы, которые, вероятно, представляют собой мельчайшие частицы очень твердых интерметаллических соединений бериллия. Эти частицы располагаются по границам зерен сплава и, таким образом, значительно повышают его твердость. Точно регулируя повторное нагревание, вызывающее эффект дисперсионного твердения, можно получать сплавы с широким диапазоном свойств — от высокопластичпых в самом мягком состоянии до сплавов с минимальной, возможно даже нулевой, пластичностью в самом твердом состоянии. [c.66]

Кольчугалюминий имеет состав 4,5% Си 0,5% Mg 0,5% Мп 0,5% N1 А1 —остальное. Механические свойства кольчугалюминия после термической обработки временное сопротивление разрыву (35,4—41,9)-9,8 Мн1м предел пропорциональности (14 24)-9,8 М.н1м удлинение 15—22% твердость по Бринелю 90—100. Дюралюминий и кольчугалюминий после отливки и прокатки подвергаются закалке при температуре около 500° С. После закалки для ускорения процесса старения сплав нагревают до 100—200° С. Иногда между закалкой и старением проводят нагартовку для улучшения механических свойств сплава. Дюралюминий и кольчугалюминий мало меняют свои свойства при пониженных температурах, что является весьма ценным свойством. Присадочный металл для сварки этих сплавов содержит 95% А1 и 5% 51. Технологический процесс сварки этих сплавов такой же, как при сварке алюминия. [c.54]

Фиг. 65. Изменение твердости металла швов, выполненных из сплавов В, У и Ш0К-8 гргонодуговой сваркой неплавящимся электродом с присадкой хя-стелоем после старения при 650° С

Появление 475-градусной хрупкости металла сопровождается увеличением твердости хромистого б-феррита. Так, после выдержки при температуре 500° С в течение 1500 ч микротвердость б-феррита металла швов типа Х17Н2 увеличилась на 70—75 кГ/мм , вследствие чего общая твердость металла возросла на 58—62 НУ [25]. Вместе с тем металлографическим и электронно-микроскопическим анализами не удается обнаружить какие-либо изменения в микроструктуре остаренного металла, в том числе в строении легированного б-феррита. Следовательно, увеличение твердости и хрупкости высокохромистого металла при термическом старении в данном случае может быть обусловлено только изменениями в кристаллической решетке твердого раствора. Появление хрупкости высокохромистых швов в процессе длительного нагрева в области критических температур (450—530 С) связано с образованием в твердом растворе богатых хромом комплексов, когерентно связанных с кристаллической решеткой феррита [18]. Комплексы имеют кубическую объемноцентрированную решетку с параметром 2,878 А и по составу отвечают сплаву, содержащему 70% Сг и 30% Ре. Вследствие того, что параметр решетки комплекса отличается от параметра решетки твердого раствора, в металле возникают местные искажения, что и приводит к повышению его твердости и хрупкости. Последующий отпуск швов [c.86]

Модифицируют как двойные, так и легированные силумины, содержащие более 5 - 6 % Si. Для легирования силуминов часто используют Mg, Си, Мп, Ti реже — Ni, Zr, Сг и др. Растворяясь в алюминии, они повышают прочность и твердость силуминов. Кроме того, медь улучшает обрабатываемость резанием, титан оказывает модифицирующее действие. Медь и магний, обладая переменной растворимостью в алюминии, способствуют упрочнению силуминов при термической обработке, как правило, состоящей из закалки и искусственного старения. Температура закалки различных силуминов находится в пределах 515 - 535 °С, температура старения — в интервале 150 — 180 °С. Грубокристаллическая структура литейных сплавов требует больших выдержек при нагреве под закалку (5 - 10 ч) и при старении (10 - 20 ч). Переходные металлы, например, Мп, Ti, Zr, способствуют получению пересыщенных твердых растворов при кристаллизации в условиях больших скоростей охлаждения, что вызывает некоторое упрочнение сплавов при старении без предварительной закалки. [c.370]

Измеренная шшосредственно после закалки твердость сплава с 4% меди составляет 60кг1мм-.Есля оставить металл лежать при комнатной темп-ре, то спустя 2 час. твердость достигнет 66 кг м.м через 12 час. увеличится до 76 кг1жл1 , а через 24 час. до 80 кг/.н.и . Практически старение при [c.244]

Возврат. Если состаренный при комнатной темп-ре сплав алюминия с медью нагреть в течение неск. минут или даже секунд при 200—250° и затем быстро охладить до комнатной темн-ры, то упрочнение, достигну1 ое металлом при комнатной темп-ре, полностью снимается. Сплав по всем признакам возвращается в исходное состояние (перед старением). При последующем вылеживании при комнатной темп-ре сплав вновь претерпевает то же упрочнение, что и непосредственно после закалки. При вылеживании возвращенного сплава при комнатной темп-ре твердость ого из-.меняется по тому же закону, что и непосредственно после закалки и достигает того же значения, что и в первый раз, через 5—6 дней. [c.247]

Сплавы алюминия с магнием и цинком (АМг и АМц) сваривают без особых затруднений и теми же способами, что и алюминий. Исключение составляют дюралюмины, представляющие собой сплавы алюминия и меди. Эти силавы являются термически упрочняемыми закалкой и иоследуюпщм старением. В результате старения значительно повышаются прочность и твердость сплавов. Нагрев свыше 500° С приводит к оплавлению и окислению границ зерен, вследствие чего резко снижаются механические свойства. Свойства перегретого дюралюминия не могут быть восстановлены никакой термической обработкой. Таким образом, сварка дюралюминов связана с разупрочнением зоны термического влияния на 40—50%. При сварке в атлюсфере защитного газа также снижается прочность дюралюминия, однако термической обработкой ее можно восстановить до 80—90% относительно прочности основного металла. [c.356]

Сплавы магния. Сохраняя указанные недочеты основного металла, сплавы магния имеют по сравнению с ним повышенную твердость и прочность. Наиболее применимы простые сплавыс алюминием (системы Mg—А1, фиг. 225) с содержанием А1 до 10 /о- Как видно из диаграммы, со стороны Mg образуется твердый раствор (8), имеющий линию предельного насыщения между 12, 1 и 4,С >/о А1, и, следовательно, технические сплавы в равновесном (отожженном) состоянии должны представлять 8-твердый раствор с небольшими выделениями вторичной фазы. Они могут подвергаться закалке и старению (дисперсионному твердению) с выделением мелкодисперсных частиц 7-фазы, но эффект от этого процесса здесь незначителен, и потому эта операция обычно не применяется в практике. [c.363]

Упрочнение металлов и сплавов достигают также другими путями. При холодной пластической деформации твердость легко увеличить вдвое и даже втрое (см. 6). Увеличивая концентрацию твердого раствора при легировании металла, особенно раствора внедрения, можно повысить твердость в несколько раз. Например, твердость раствора титана с 0,7% О в три раза больше твердости чистого титана (атомы кислорода внедрены в решетку а-титана). Сильное упрочнение достигается при диспероиоином твердении стареющих сплавов. Например, старение бериллиевой бронзы при 350°С привюдит к увеличению твердости в четыре раза ( ), по сравнению с закаленным состоянием. При сопоставлении с приведенными примерами эффект упрочнения при закалке сталей не выглядит чем-то выдающимся, особенно если учесть одновременное действие нескольких механиз мов упрочнения. [c.249]

Под воздействием ультразвука высокой интенсивности процессы старения металлов и сплавов ускоряются, а твердость их повыщается. Качественно одинаковые данные о влиянии ультразвука получены на стали, алюминиевых, медных и других цветных сплавах, независимо от сложности их состава и концентрации введенных элементов. Ускорение процесса старения объясняют влиянием ультразвуковых колебаний на кристаллическую рещетку металлов. В решетке металлов происходит многократная циклическая деформация (растяжение — сжатие), в результате чего процессы диффузии ускоряются. На стадиях старения ультразвук увеличивает число зародышей выделяющейся упрочняющей фазы. Особенностью ультразвука является то, что он, ускоряя выделение из твердого раствора суб-микроскопических фаз — упрочнителей, почти не влияет на скорость коагуляции этих фаз. Эффект воздействия ультразвука возрастает при суммировании его с влиянием температуры ускорение процесса искусственного термического старения в этом случае еще более заметно. В случае, если влияние температуры преобладает над эффектом ультразвука, ускоряется и разупрочнение, т. е. происходит коагуляция упрочняющих фаз. Упрочняющее влияние ультразвука объясняется измельчением блоков мозаики и интенсивным образованием дислокаций. [c.222]

Термическому старению подвергаются сплавы, обладающие ограниченной растворимостью в твердом состоянии, когда растворимость одного компонента в другом уменьшается с понижением температуры. Деформационное старение не связано с диаграммой состояния сплава. К старению склонны многие сплавы железа и сплавы цветных металлов. Результаты старения могут быть разными. В одних случаях старение является положительным и его используют 1) при термической обработке алюминиевых, магниевых, титановых и некоторых других цветных сплавов для повышения их прочности и твердости (термическое старение) 2) для упрочнения деталей из пружинных сталей, которые при эксплуатации должны обладать высокими упругими прочностными и усталостными свойствами (деформационное старение). В других случаях старение является отрицательным резкое снижение ударной вязкости и повышение порога хладноломкости в результате старения (особенно деформационного) могут явиться причиной разрушения конструкции ухудшение штампуемое ги листовой стали изменение размеров закаленных деталей и инструмента при естественном старении, что осбенно вредно для точного измерительного инструмента и прецизионных деталей (например, подшипников) размагничивание в процессе эксплуатации стальных закаленных постоянных магнитов преждевременное разрушение рельсов в пути. 34 [c.34]

Другим типом дисперсионно-твердеющего наплавленного металла является металл типа 09Х32Н9С2М2 (электроды ОЗШ-6). Такой сплав имеет после наплавки твердость до HR 45, а после старения при 750—1000 °С в течение 3—4 ч HR 58—62. [c.325]

СТВИЯ термического цикла сварки при охлаждении с высоких температур происходит вторичная закалка основного металла (например, в самозакаливающихся, стареющих сплавах системы А1 — 2п —Mg), а металл, нагревавшийся до более низких температур, такой закалки не получает. При этом в таком участке металла (для сплавов системы А1 — 2п — Mg в диапазоне температур 350ч-- -250° С) происходит частичное укрупнение фаз, выделившихся при старении. Это вызывает снижение свойств (прочности, твердости) в обоих участках зоны термического влияния. Для сплавов, стареющих с течением времени, при комнатных температурах прочностные характеристики в этих зонах улучшаются, приближаясь в участке закалки к исходным, а в участке отпуска (отжига) — не достигая этой величины. [c.360]

Оловянные бронзы дефицитны и дороги. Сплавы меди с алюминием, железом, никелем, марганцем, кремнием, хромом и другими металлами являются полноценными заменителями оловянной бронзы. Алюминиевожелезная бронза обладает высокой твердостью и прочностью, устойчива против коррозии. Ее можно отливать и обрабатывать давлением. Малый коэффициент трения и хорошая прирабатываемость этого сплава делают его очень ценным материалом для изготовления деталей, работающих при небольших нагрузках. Добавка марганца повышает износостойкость бронзы. Свинцовистая бронза Бр. С-30 обладает высокими антифрикционными свойствами. Бериллиевая бронза Бр. Б-2 (2% бериллия) после закалки (820° С) и старения (300° С) обладает высокой прочностью и применяется для изготовления пружин, мембран и некоторых инструментов. [c.60]

Пластическими массами называют высоко-полимерные материалы или композиции их с органическими или неорганическими веществами, способные при определенных условиях (давлении п температуре) переходить в пластическое состояиие и принимать под действием- нагрузок заданную форму. Пластические массы сочетают ряд ценных свойств. Они имеют низкую плотность, устойчивы к атмосферной коррозии, ко многим кислотам и щелочам, растворам солей, являются теплоизоляционными материалами, хорошими диэлектриками, могут быть оптически- и радиопрозрачиыми, упругими или эластичными. Оии легко формуются в изделия, обрабатываются резанием, а некоторые нз них по удельной пррчности превосходят углеродистые стали и сплавы цветных металлов. Но пластмассы имеют низкую теплостойкость, теплопроводность, твердость, подвержены старению. Свойства некоторых пластмасс см. табл. 17. [c.142]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...