Вплив складу сплаву на старіння

Відео: Цинкова чума

Вплив складу в подвійних системах

На малюнку лінія А_тпр схематично показує, як впливає зміст легуючого елемента в подвійному сплаві на приріст твердості при старінні по режиму, що забезпечує максимальне зміцнення. Подібний графік може характеризувати вплив складу і на приріст межі міцності або межі текучості при старінні.

схема залежності

Відео: Цинкова чума на масштабних моделях. Що за біда?

Схема залежності максимально можливого приросту твердості при старінні
від складу сплаву в подвійній системі: H - різниця значень твердості
состаренного і загартованого сплаву.

Відео: Тайговий похід / Міст в тайзі / Річка Рудіковка Міст.

У сплавах з концентрацією компонента В нижче C₁ старіння неможливо, так як в них не можна отримати пересичений твердий розчин (гарт неможлива). У всіх сплавах з концентрацією легуючого елемента більше C₁ при загартуванню фіксується персищенний твердий розчин, і старіння можливо.

Якщо ці сплави піддавати старінню по оптимальному для кожного з них режимом, що забезпечує максимальне зміцнення, то можна очікувати, що зі збільшенням концентрації другого компонента приріст твердості при старінні буде зростати (ділянка тп), досягати максимуму і потім поступово знижуватися (ділянка пр).

У сплаві C₃ при інших рівних умовах можна отримати більш високу щільність виділень, ніж в сплаві C₂, через більшу перенасичення твердого розчину. Отже, у сплаву З можна отримати більшу зміцнення, ніж у сплаву C₂.

Теоретично ефект старіння повинен бути максимальний у сплаву C₅, склад якого відповідає точці граничної розчинності при евтектичній температурі. Практично ж неможливо отримати alpha - розчин складу C₅, так як для цього треба було б гартувати сплав точно з температури плавлення евтектики.

Так як температуру гарту щоб уникнути перевитрати вибирають нижче температури солідусу, то максимальна пересичених розчинів і максимальне зміцнення при старінні досягаються при концентрації легуючого елемента в сплаві трохи лівіше точки граничної розчинності, наприклад в сплаві складу З₄.

Зменшення зміцнення на ділянці пр пояснюється наступним. У сплавах C₆ і C₇, загартованих з однієї температури, alpha - розчин має однаковий склад (точка r). Отже, в цих сплавах щільність виділень в alpha - фазі після старіння при однаковій температурі буде однією і тією ж і приріст твердості alpha - розчину в обох сплавах повинен бути однаковим. Але в загартованих сплавах C₆ і C₇, крім первинних alpha - кристалів, знаходиться ще і надлишкова beta - фаза з евтектики.

У сплаві C₇ її більше, а alpha - фази менше, ніж в сплаві C₆ (rs gt; rq). Так як зміцнення при старінні відбувається в результаті розпаду alpha - розчину, то через менший його кількості приріст твердості сплаву C₇ повинен бути нижче, ніж у сплаву C₆. Іншими словами, при однаковому прирості мікротвердості первинних alpha - кристалів твердість всього сплаву C₇ при старінні зростає слабше через більшої кількості «баластної» beta - фази, що не бере участь в старінні.

Міцність состаренного сплаву залежить від вихідного рівня - міцності загартованого сплаву. Так як міцність alpha - розчину зростає зі збільшенням в ньому концентрації легуючого елемента, то сплави, близькі за складом до точки граничної розчинності при евтектичній температурі, мають високу міцність в загартованому стані і великим зміцненням при старінні. Звідси випливає висновок, що склади найбільш міцних старіючих сплавів знаходяться на діаграмах стану поблизу точок граничної розчинності.

Роль пересичених твердих розчинів ілюструє малюнку Залежність твердості. При переході від сплаву алюмінію з 2% Cu до сплаву з 4,5% Cu твердість в точках максимуму на кривих старіння при 190 ° С зростає. Це обумовлено, по-перше, зростанням твердості вихідного загартованого сплаву і, по-друге, збільшенням приросту твердості при старінні.

Через більш високою пересичений розчин розпадається швидше, отже, при меншій тривалості старіння досягається максимум зміцнення і починається перестаріваніе (дивіться на малюнок Залежність твердості зміщення максимуму по осі часу при переході від сплаву з 2% Cu до сплаву з 4,5% Cu) .

Відео: belih- 1.avi

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