Максимальне зміцнення

Розглянемо практично важливий випадок складної ролі природного старіння на прикладі сплавів системи Al - Mg - Si, які перебувають на квазібінарних розрізі Al - Mg₂

Si або недалеко від нього (сплави типу Авіаль). У цих сплавах при природному старінні утворюються голчасті зони ДП, збагачені магнієм і кремнієм, а при штучному (170 ° С) - метастабільна beta-acute - фаза (дивіться таблицю Стадії розпаду пересиченого розчину в промислових сплавах). Максимальне зміцнення досягається при штучному старінні.

Відео: Зміцнення підлог C2 Hard для зміцнення підлог виготовлених з бетону. Фарбування бетону C2

Давно було відомо, що перерва між загартуванням і штучним старінням сплавів типу Авіаль знижує їх міцність в штучно состаренном стані. Електронна мікроскопія показала, що це обумовлено огрубіння структури. Одне з пояснень шкідливого впливу природного старіння зводиться до наступного. При утворенні зон ДП під час природного старіння матричний розчин навколо них збіднюється легуючими елементами.

При нагріванні до температури штучного старіння ступеня пересичення розчину ще більше знижується, так як зростає рівноважна розчинність (C₁ на малюнку Розмір виділень). Кожній ступеня пересичення відповідає свій мінімально можливий розмір виділень (в тому числі і зон ГП).

Зі зменшенням пересичених цей розмір зростає. При нагріванні природно состаренного сплаву до температури штучного старіння дрібні зони ДП розчиняються і тільки більші служать центрами зародження beta-acute - фази - структура виходить грубою. Якщо ж після гарту сплав відразу піддати штучному старінню, то в початковий його період пересичений розчин буде високою і в ньому гомогенно зароджується велике число дрібних виділень beta-acute - фази.

Запропоновано декілька способів запобігти зниженню властивостей штучно постарених сплавів, обумовлене вилежуванні після гарту.

Відео: УВП 617-120 ... 300 / Р. Комплекс для загартування валів та інших циліндричних деталей в машинобудуванні.

Перший спосіб, найпростіший, але не завжди здійсненний - обмеження часу вилежування або зберігання виробів після гарту при зниженій температурі (в холодильнику).

Інший спосіб - короткочасний (1 - 3 хв) проміжний нагрів вироби зі сплавів типу Авіаль до ~ 250 ° С перед остаточним старінням при 160 - 170 ° С. Під час такого нагріву зони ДП, що утворилися при природному старінні, повністю розчиняються і сплав виявляється в стані, аналогічному свежезакаленному (дивіться обробку на повернення, Повернення після старіння).

Найефективніший спосіб - введення малих добавок, що затримують природне старіння.

Зниження властивостей через вилежування після гарту характерно не тільки для сплавів Al - Mg - Si. Воно спостерігалося і в старіючих сплавах інших систем. У самій же системі Al - Mg - Si шкідливий вплив вилежування властиво сплавів, що містить не менше ~ 1% Mg₂Si. У сплаві з 0,8% Mg₂Si кімнатна предстареніе не знижує, а підвищує міцність в штучно состаренном стані.

Пояснюється це тим, що через меншу легування магнієм і кремнієм і соответственна меншою пересичених твердих розчинів в свежезакаленном сплаві з 0,8% Mg₂Si beta - фаза зароджується при 170 ° С тільки ті терогенно, на дислокаціях, і структура виходить грубою. Кімнатна предстареніе, створюючи зони ДП, які є центрами зародження рнфази, подрібнює структуру штучно зістареного сплаву з 0,8% Mg₂Si і робить більш рівномірним розподіл виділень цієї фази.

Таким чином, поетапне старіння в залежності від складу сплаву і температури ступенів може бути корисним або шкідливим.

Відео: Верстат для ребер жорсткості Mazanek P-032

«Теорія термічної обробки металів»,
І.І.Новіков