Способ термической обработки деформируемых алюминиевых сплавов

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическикРеспублик и 899706(51) М. Кл. с присоединением заявки МС 22 Г 1/04 3 Ъоударстеакей комитет СССР аа делам нзобретеикй и открыткй(23) ПриоритетОпубликовано 23,01,82, Бюллетень М 3 Дата опубликования описания 23,01 82(54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ДЕфОРМИРУЕМЫХАЛЮМИНИЕВЫХ СГБАВОВ 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.В 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 150- 170 С в течение 3-5 ч и охлаждают на воздухе 13 .15 Однако известйый способ позволяет получить сплавы с недостаточно высокими свойствами и для его реализации требуется длительное время,20Цель 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 205- 230 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.П р и м е р . Образцы сплава АКпосле закалки, проведенной стандартным способом, подвергались старениюпо известному и предлагаемому способам. О06 4Опытным путем установлено, что приэтих температурах нагрева минимальноеколичество циклов нагрев - охлаждение,достаточное для образования устойчивой.9 фазы, равно 6. При меньшем кожвчестве циклов (при любом из режимовпо табл. 2) процесс старения полностью может не произойти, и механические свойства испытываемых образцов1 о сплава получаются на уровне образцов,старение которых проводилось по известному 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 процессастарения по предлагаемому способу при20 режиме табл. 2 (температура нагревао205 С) для различного количества циклов обработки образцов сплава АК 8 приведены в табл. 3. 3 8997 разцы вырезались из прессованного прутка диаметром 150 мм. Режимы обработки 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 20-40 С выше температуры фазового старения этих сплавов, которая равна 1 85 С. Результаоты, 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 механичеокими свойствами (пределом прочности Я и относительным удлинением У), ПриВболее низкой температуре старения не достигается одновременно оптимальных Я и . При повышении температуры стаЬрения выше указанных пределов происходит выделение стабильной Э фазы (СцА 1 ) в о -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 обеспечитьравномерное 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 40одного цикла) выбрано из условий образования устойчивости 6 -фазы, обеспечиваощей прочность обрабатываемого сплава.При многократных нагревах и охлаждениях до выбранных температур в процессе иискусственного старения сплава происходит образование мелких зародышей мета- .стабильных фаз 6, когерентно связанных с матрицей и придающих сплаву максимальную прочность. Крупные частицывторых фаз 9 , которые способствуют разупрочнению сплава, при этих температурах не образовываются,Аналогичные приведенным в табл. 3результаты получены при обработке сдругими температурами нагрева, однаконаилучшие механические свойства (предел прочности 6 и относительное удлинение К ) обрабатываемых образцов, превышаюшие о и 5 образцов, обработанныхизвестными способами, получены приобработке с температурами нагрева в пределах 185 +(20-40) С и количествециклов обработки равном 6-10,Таким образом предлагаемый способискусственного старения алюминиевыхковочных сплавов позволяет значительносократить время термообработки и одновременно улучшить механические характеристики обрабатываемого сплава по сравнению с известным способом.Кроме того, дополнительный эффектпредлагаемого способа по сравнению сизвестными выражается в том, что онменее энергоемок и более производителен,так как не требует длительного нагреваобрабатываемых сплавов. Улучшение жепрочностных характеристик обрабатываемого сплава увеличивает срок службы дета-,лей, изготовленных из него, позволяетделать их менее массивными и, такимобразом, дает зкономию металла.(в воде) П ступень 170 4-00 Охлаждениена возду- хе 7 0 2 5 2 то же 5 б л 0 40 то же файф Фф 5 бретения ф юший за у л калку и старение, о т л и чем, что, с пелью повышсвойств и снижения шпеработки, старение проводя юшийс ботки дефор механических авов, вклю- . тельности Предлагаемый 205 205 Известный 1 ступень200 6, 2057, то же Способ термическойируемых алюминиевыхСоставитель А. ЗенцовТехред Л. Пекарь Корректор Л, Шеньо Редактор В, Данко Заказ 12092/37 Тираж 656 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий 113035, Москва, ЖРа ская набд. 4/5филиал ППП "Патент", г. Ужгород., ул. Проектная, 4 7 899706 8многократно с нагревом до температуры Источники информациина 20-40 С выше температуры фазового, принятые во внимание при экспертизе старения со скоростью 40-45 С/мин, вы. Колобнев И.ф. Термическая обработ держкой в течение 10-15 мин и охлаж ка алюминиевых сплавов. М.,фМеталлурдением до 40-60 С в воде. гия", 1966, с. 26.