A hőkezelés alumínium ötvözetek
Alumínium utal fémek, amelyben nincs polimorf átalakítás, és ezért a fő fázisátalakulások során fellépő a hőkezelés az, hogy feloldja a felesleges szekunder fázisok a fűtési folyamatot, és ezek elkülönülése a hűtés során. Ezért, mindenféle hőkezelés nélkül polimorf átalakulások (lágyítás, edzés nélkül polimorf átalakulások és öregedés) használják alumíniumötvözetek.
Alumínium ötvözetek alá három fő típusa a hőkezelés: lágyítás, edzés és öregedés. A főbb típusai a hőkezelés a következők: diffúziós (homogenizálás) és átkristályosítással hőkezelés termikusan erősített ötvözet.
A homogenizálást alkalmazunk, hogy összehangolja a mikro kémiai inhomogenitás szemcsék szilárd oldat diffúzió miatt, azaz a csökkentését dendritikus szegregáció bárokban. Mivel a diffúziós sebesség növekedésével nő a hőmérséklet, a hőmérséklet magas (közel a szolidusz hőmérséklet), és hosszan tartó expozíció erőteljes perkolációs diffúziós szükséges. Ezért, hogy végre homogenizálás alumíniumötvözetek (bugák) elegyét 450-520 ° C-on és ezen a hőmérsékleten tartjuk a 4 és 40 órával az expozíció után -. Hűtés a kemencében vagy a levegőben. Ennek eredményeként a homogenizáló szerkezet egyenletesebbé válik (homogén) fokozott plaszticitás, ami nagyban megkönnyíti a későbbi forró deformáció a tuskó nyomású kezeléssel. Ezért homogenizálás széles körben használják az alumínium és alumínium ötvözetek.
Alumínium és alumínium ötvözetek (valamint más színesfémek és ötvözetek) átkristályosítással hőkezelést alkalmazni sokkal szélesebb, mint az acél. Ez azért van, mert az alumínium, valamint számos ötvözet annak alapján nem edzett öntve, és növeli a mechanikai tulajdonságokat csak akkor lehet elérni a hideg üzemi nyomás, és a közbenső művelet ilyen feldolgozás (az alakíthatóság hasznosítás) egy átkristályosítási lágyítás. Ezen túlmenően, ötvözetek, keményedés, gyakran kitéve a hidegalakítás, majd átkristályosítjuk hőkezelés, hogy a kívánt tulajdonságokat. Átkristályosítás lágyítási hőmérséklet alumíniumötvözetek 300-500 ° C, 0,5-2 órás expozíció.
Lágyító termikusan erősített ötvözeteket az a teljes eltávolítása felkeményedésből adódó edzés és öregedés; azt tartják hőmérsékleten 350-450 ° C a késedelem 1-2 órán keresztül, majd egy meglehetősen lassú hűtés (amelynek mértéke nem haladja meg a 30 ° C / h), hogy lehetővé tegye a diffúziós folyamatok bomlása a szilárd oldatot bomlástermékek és koaguláció.
Keményítése alumíniumötvözetek lehetővé teszi a nagy szilárdságú kombinált elegendő szívósság és alakíthatóság. Alumínium ötvözetek használják temperálás nélkül polimorf átalakulás.
A modern technológia számos alumínium alapú ötvözetek különböző mennyiségű ötvöző elemek. Egyesek közülük, mint például a Cu, Si, Mg, Zn, drasztikusan megváltoztatja a tulajdonságait az alumínium és ötvözetei. Mások, mint például a Mn, Ni, Cr, és tovább javítja a tulajdonságokat be csak a jelenlétében a fenti, egy vagy több, a fő ötvöző elemek. Része a elemek is bevezetésre kerül módosítók, adalékok eljárva különböző, de javítók (főként csiszoló) szerkezete; ilyen adalék anyagok közé tartoznak Na, Be, Ti, Ce, Nb. Egyes elemek szerepelnek az alumínium ötvözetek alkotnak alumínium-koncentráció változó korlátozott szilárd oldatok, amelyekben az oldhatóság az elemek együtt csökken a hőmérséklet. Ebben és alapú keményedés alumíniumötvözetek.
Ábra. 34. A fázisdiagramja alumínium - réz
Megkötés után az alumíniumötvözetek öregítjük, amely a bomlás a túltelített szilárd oldat. Ha átmegy normál hőmérsékleten természetes körülmények között, egy ilyen folyamatot nevezzük természetes. Fel kell gyorsítani a bomlás a szilárd oldatot fűthető. Bomlása a túltelített szilárd oldat magasabb hőmérsékleten az úgynevezett mesterséges öregítést.
Az öregedéssel, A1-Cu ötvözetek, a következő folyamatok játszódnak le.
A hőmérséklet 20 ° C-on (a természetes öregedés) és hőmérsékleten legfeljebb 100 ° C (mesterséges öregítést) egy túltelített szilárd oldatot előfordulnak régió (tonkoplastinchatoy, korong alakú), dúsított réz atomok nevezett Guinier-Preston zónák és kijelölt GP. és a kezdeti folyamat GP1. Ezek a zónák vastagsága 5-10Å és átmérője 40-100Å. Szerkezetük rendezetlen, szilárd oldat formájában. Képződése GP1 zónák kíséri torzítás a kristályrács (ábra26.), Ami növeli a mechanikai tulajdonságait az ötvözet.
Hőmérsékleten 100-150 ° C, a növekedés GP1 zónák vastagsága 10-40Å átmérőjű és 200-300ÅDúsítás réz atomok az összetétele közel áll a készítmény a stabil fázis # 952 ;. „(SuA12) Structure kialakítva zónát vált megrendelt ilyen területek az úgynevezett övezetek vagy GP2 fázisban. # 952; „és azok jelenléte meghatározza a maximális ereje az ötvözet.
35. ábra. Keményíthető ötvözeteket kicsapással zónák SE
Hőmérsékleten 150-200 ° C készített egy metastabil intermedier fázis # 952;”, amelynek az összetétele megegyezik az egyensúlyi # 952;-fázis (SiA12). de a kiemelés # 952; „- fázisban van szemcsehatárokon a szilárd oldat, amely következetesen kapcsolódik rácsalumínium ... Így, a megjelenése zónák GP1 és GP2 - egy előzetes lépést, hogy a tetején a szilárd oldat bomlása (feleslegben fázisszétválás) és az oktatás # 952; „- fázis - szilárd oldat bomlása Start (a fölös fázis).
Hőmérsékleten 200-250 ° C aknarács # 952; „- fázis elválik a rács a szilárd oldat (koherencia törött teljesen), és készül egy rács megfelelő vegyület SiAl2 (# 952;-fázis).
Koagulációs öregedés (túlöregítésnek).
További hőmérséklet-növekedés vezet koagulációja a kivált # 952; fázisban, egy éles csökkenést a szilárdság és a növekedést a képlékenység.
Így a szerkezet az ötvözet az öregedés során változások a következő sorrendben: a GP1 zónák> GP2 zóna (Phase # 952; „)> fázis # 952; „> fázisban # 952; (CuA12).
Izolálása másodlagos fázis a csúszó síkokban akadályozza mozgását ficamok során képlékeny. növekedését a deformáló erő, ami abban nyilvánul növekedéseként ötvözet szilárdságát szükséges azok megkerülésének vagy vágás.
Ris.36.Izmenenie ereje történő öregedés duralumínium
különböző hőmérsékleteken
A öregedés mértékét függ a hőmérséklettől. A természetes öregedési kerülhet sor néhány napon belül. Növekvő hőmérséklettel öregedés is előfordulhat 30 percen belül. Jellemzően, az öregedési folyamatot elvégezni, hogy megkapjuk max erő, befejező második lépésben - fázis öregedés. Azonban néhány nagy szilárdságú ötvözetek a maximális szilárdság érhető el egy éles csökkenést a képlékenység és a szívósság. Ebben az esetben, az öregedés addig végezzük, amíg 3stadii, a kívánt cél elérésének kombinációja a képlékenység és a szívósság.
Keményítése nélkül polimorf átalakulások és az öregedés lehet alkalmazni, hogy az összes ötvözet, ahol ötvözőelem, amely változó oldékonysága alumíniumba - Cu, Mg, Zn, Li.