Способ термической обработки деформируемых алюминиевых сплавов

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистическик

Республик и 899706 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 29.01,.80 (2! ) 2875961/22-02 (51) М. Кл. с присоединением заявки МС 22 F 1/04

3Ъоударсткквй комитет

СССР аа делам нзобретеикй и открытий (23) ПриоритетОпубликовано 23 01.82, Бюллетень М 3

Дата опубликования описания 23,01 82 (53) УД К 621.785,,,784 (088.8) (72) Авторы изобретения

Н.Н. Рожин и А.H. Волегов (7l) Заявитель (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ДЕФОРМИРУЕМЫХ

АЛЮМИНИЕВЫХ СГЛАВОВ

Изобретение относится к области тер. мической обработки, а именно к режимам искусственного старения алюминиевых ковочных сплавов.

Известен способ обработки алюминиевых ковочных сплавов, включающий термическую обработку с нагревом, выдержкой и охлаждением.

B известном способе режим старения осуществляют в две ступени. Вначале сплав нагревают при 200-400 С в те.чение 30 мин. 10 с, охлаждают в воде или масле, затем снова нагревают при 150170 С в течение 3-5 ч и охлаждают на воздухе 311 .

Однако известйый способ позволяет получить сплавы с недостаточно высокими свойствами и для его реализации требуется длительное время.

Цель изобретения — сокращение длитель ности процесса старения и повышение механических свойств алюминиевых ковочных сплавов.

Поставленная цель достигается тем, что после закалки проводят циклический нагрев обрабатываемого сплава до температуры на 20-40 С выше температуры фазового старения сплава со скоростью

40-45 С/мин, выдерживают при этой температуре в течение 10-15 мин и ох"лаждают:в воде до 40-60 С, причем количество циклов нагрев-охлаждение составляет 6-10.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Обрабатываемый сплав после закалки, проведенной стандартным способом, выдерживают в расплаве селитры при 205230 С 10-15 мин. Скорость нагрева в этом случае 40-45 С/мин, Затем на.; гретый сплав охлаждают в воде с выдержкой в течение 5-10 мин. Этот процесс повторяют 6-10 раз.

Пример . Образцы сплава АК-8 после закалки, проведенной стандартным способом, подвергались старению по известному и предлагаемому способам. Об06 4

Опытным путем установлено, что при этих температурах нагрева минимальное количество циклов нагрев — охлаждение, достаточное для образования устойчивой

1 .9 фазы, равно 6. При меньшем кожьчестве циклов (при любом из режимов по табл. 2) процесс старения полностью может не произойти, и механичес» кие свойства испытываемых образцов

1о сплава получаются на уровне образцов, старение которых проводилось по извесг ному способу.

Ускорению процесса старения по предлагаемому способу способствует также то, 1 что охлаждение нагретых образцов в конце каждого цикла осуществляется в подогретой до 40-60 С воде .

Результаты опытной проверки процесса старения по предлагаемому способу при

20 режиме табл. 2 (температура нагрева о

205 С) для различного количества циклов обработки образцов сплава АК8 приведены в табл. 3.

3 8997 разны вырезались из прессованного прутка диаметром 150 мм. Режимы обработ ки и механические свойства образцов, полученные в результате испытаний, приведены в табл. 1.

Наилучшие механические свойства образцов получаются при температурах нагрева 205-225 С, что на 20-40ОС выше температуры фазового старения этих сплавов, которая равна 1 85 С. Результа о ты, полученные при этих режимах, приведены в табл. 2.

Ограничение температуры нагрева сплава (предварительно закаленного стандартным способом) до температуры на

20-40 С выше температуры фазового старения сплава вызвано тем, что обработанные при этих режимах образцы сплава обладают наилучшими механичес кими свойствами (пределом прочности

$ и относительным удлинением F). При

В более низкой температуре старения не достигается одновременно оптимальных

Я и 5 . При повышении температуры стаЬ рения выше указанных пределов происходит выделение стабильной Э фазы (СоА1 ) в оС -пересыщенном твердом растворе и коагуляция выделившейся фазы, а зто ведет к падению прочности и увеличению пластичности сплава, т. е. происходит перестаривание сплава.

Выбранная скорость нагрева в пределах 40-49 С/мин позволяет обеспечить равномерное и достаточно быстрое нагревание образцов до заданной температуры з и, в.частности, соответствует скорости нагрева в расплаве селитры.

Количество циклов нагрев-охлаждение (как и время выдержки образцов при заданной температуре нагрева в течение ао одного цикла) выбрано из условий образоI вания устойчивости 6 -фазы, обеспечива ощей прочность обрабатываемого сплава.

При многократных нагревах и охлаждениях до выбранных температур в процессе искусственного старения сплава происходит образование мелких зародышей мета.стабильных фаз 9, когерентно связанных с матрицей и придающих сплаву максимальную прочность. Крупные частицы вторых фаз 9, которые способствуют разупрочнению сплава, при этих температурах не образовываются.

Аналогичные приведенным в табл. 3 результаты получены при обработке с другими температурами нагрева, однако наилучшие механические свойства (предел прочности 6 и относительное удлинение о ) обрабатываемых образцов, про» вышающие о и образцов, обработанных известными способами, получены при обработке с температурами нагрева в пределах 185 +(20-40) С и количестве циклов обработки равном 6-10.

Таким образом предлагаемый способ искусственного старения алюминиевых ковочных сплавов позволяет значительно сократить время термообработки и одновременно улучшить механические характеристики обрабатываемого сплава по сравнению с известным способом.

Кроме того, дополнительный эффект предлагаемого способа по сравнению с известными выражается в том, что он менее энергоемок и более производителен, так как не требует длительного нагрева обрабатываемых сплавов. Улучшение же прочностных характеристик обрабатываемого сплава увеличивает срок службы дета-, лей, изготовленных из него, позволяет делать их менее массивными и, таким образом, дает зкономию металла.

899706 а

Та блица1

Предлагаемый 205 205

11,6

40

0 10 (в воде) 40

54,2

9,2

0-30 (в воде) П ступень

170

4-00 Охлаждение на воздухе

Таблипа2

11,6

40

10-1 5 то же

40-45 то же

205

10,8

215 то же

10,9

225 ме о ею

Т а блица 3

6, 205

10

57

11,6

7 то же

11,2

8, 11,0

9, 9,6

101

10,8

Формула изобретения

Способ термической обработки деформируемых алюминиевых сплавов, вклюИзвестный 1 ступень

200 то же 56

11—

57 чанлний закалку и старение, о т л s ч аю ш и и с я тем, что, с целью повышения механических свойств и снижения длательности обработки, старение проводят

Составитель А, Зенцов

Техред Л. Пекарь Корректор Jl. Шеньо

Редактор В. Данко

Заказ 12092/37 Тираж 656 Подписное

BHHHIlM Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35 Ра ская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород., ул. Проектная, 4

7 99706 8 многократно с нагревом до температуры Источники информации, иа 20-40 С выше температуры фазового, принятые во внимание при экспертизе старения со скоростью 40-45 С/мин, вы- 1. Колобнев И. Ф. Термическая обработ держкой в течение 10-15 мин и охлаж ка алюминиевых сплавов. М.,"Металлурдением до 40-60 С в воде. rw, 1966, с. 26.