ВЛИЯНИЕ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ НА СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ ПРИ ПОВЫШЕННОЙ ТЕМПЕРАТУРЕ

Авторы
Файлы

Муратов В.С. Азизов М.Д. Статья в формате PDF 129 KB Aлюминиевые сплавы в процессе эксплуатации изделий во многих случаях испытывают воздействие повышенных температур. Вследствие этого пригодность марки сплава для данной конструкции, а также качество его термической и других видов обработки должны оцениваться с учетом способности изделий работать в условиях повышенных температур.

Для изучения влияния термической обработки на поведение сплава 1160 при повышенных температурах поставлен эксперимент, который заключался в реализации выдержки сплава различной продолжительности при температуре 250 °С и последующем определении свойств, как при комнатной температуре, так и при температуре 250 °С. Исследованиям подвергались прессованные прутки диаметром 50 мм после различных вариантов термической обработки. Варианты термической обработки следующие:

1 - закалка и естественное старение;

2 - трехкратная закалка и естественное старение;

3 - закалка и искусственное старение (190 °С, 6 часов);

4 - трехкратная закалка и искусственное старение (190 °С, 2 часа);

5 - закалка и ступенчатое старение (1 ступень - 190 °С, 6 часов; 2 ступень - 320 °С, 3 минуты, охлаждение в воде; 3 ступень - 190 °С, 1 час).

Время выдержки при температуре 250 °С составляло 5 мин, 30 мин, 3, 8 и 30 часов.

Установлено, что свойства сплава, определяемые при комнатной температуре, с увеличением выдержки при температуре 250 °С меняются немонотонно. Уже после пятиминутной выдержки наблюдается резкое снижение пределов прочности, текучести и твердости, а также рост пластичности. Так после режима № 1 s_в снижается ~ на 80 МПа, HV ~ на 130 МПа, а относительное удлинение увеличивается с 15% (исходное состояние) до 24%.

Дальнейшее увеличение выдержки до 30 минут приводит к росту прочности и падению пластичности. После указанного подъема прочностных свойств наблюдается их монотонное снижение вплоть до 30 часовой выдержки (s_в снижается до 360 МПа, s_0,2 до 270 МПа, HV - до 1000 МПа - режим термической обработки № 1). Для сравнения укажем, что исходные значения (до нагрева и выдержки при 250 °С) составляли s_в - 535 МПа, s_0,2 - 390 МПа, HV - 1440 МПа.

Выявленный хаpaктер изменения свойств должен учитываться при анализе возможности эксплуатации изделий при повышенных температурах. Особо опасными следует считать кратковременные выдержки, а также значительные выдержки более 3 часов. Анализ значений s_0,2, s_в, HV и d сплава с различными режимами обработки после 5 минут и 30 часов выдержки при 250 °С показал, что режим №5 обеспечивает наилучшие результаты. После 30 часовой выдержки сплав имел s_в- 395 МПа, s_0,2 - 285 МПа, HV - 1075 МПа. Аналогично и при определении свойств непосредственно при температуре 250 °С установлено, что данный режим обеспечивает наименьшее разупрочнение сплава.

Таким образом, режим термической обработки сплава 1160 со ступенчатым старением может быть рекомендован при необходимости сохранения прочностных свойств при повышенных температурах. В дальнейших исследованиях целесообразно уточнить температурные и временные параметры второй ступени старения, а также исследовать возможность отказа от третьей ступени старения и реализации соответствующих ей структурных превращений на стадии эксплуатационного нагрева.

ЮРОВ ЮРИЙ ИВАНОВИЧ

Статья в формате PDF 300 KB...