Способ старения полуфабрикатов из термоупрочняемых алюминиевых сплавов

Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ пп 883189 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 170380 (21) 2896240/22-02 с присоединением заявки М С 22 Г 1/04 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) СПОСОБ СТАРЕНИЯ ПОЛУФАБРИКАТОВИЗ ТЕРМОУПРОЧНЯЕМЫХ АЛЮМИНИЕВЫХСПЛАВОВ Изобретение относится к металлургии, в частности к изготовлению полуфабрикатов из алюминиевых сплавов, подвергаемых термообработке,включающей искусственное старение при повышенных температурах.Способ целесообразно использовать в тех случаях, когда сортамент полуфабрикатов, подвергаемых искусственному старению, велик и оптимальная длительность старения для них неизвестна.Основными параметрами процесса искусственного старения являются температура и длительность выдержки полу фабрикатов при этой температуре. Однако в зависимости от величины садки по весу и параметров термического оборудования время прогрева садки до заданной температуры является пе ременной величиной, что влияет на фактическую степень распада твердого раствора. Интенсивность распада твен дого раствора зависит также от природы полуфабриката и его металлургической наследственности. Все это приводит к тому, что даже при строгом соблюдении установленных в технологических инструкциях температуры и длительности процесса старения наблюда- ЗО ются выпады по механическим свойствам, связанные с индивидуальными особенностями полуфабрикатов. Особенно часто это наблюдается для полуфабрикатов из алюминиевых сплавов, старящихся по смягчающим режимам старения на определенные стадии перестаривания, обладающие пониженным до определенных пределов прочностными свойствами, но более высокой коррозионной стойкостью.Известен способ контроля качества старения по величине удельной электропроводности ( ) полуфабриката, определяемой методом вихревых токов на состаренном полуфабрикате при комнатной температуре Г 1 3.Недостатком известного способа является невозможность непрерывного определенияпри повышенной температуре, обусловленная конструкцией прибора и датчика электропроводности, в результате чего только ускоряется процесс сдачи полуфабриката, поскольку определение злектропроводности заменяет в этом случае контроль механических свойств и коррозионной стойкости.Наиболее близким к предлагаемому является способ термической обработ 883189ки сплавов, по которому старениепродолжают до получения требуемыхзначений удельного электросопротивления или удельной электропроводности (2.Реализация этого способа требуетпрямого определения электросопротивления массивного полуфабриката в процессе выдержки при температуре искусственного старения.Недостатком известного способа.является то,.что его применение дляпромышленных полуфабрикатов являетсячрезвычайно трудоемким. Требуется определение соответствия между абсолют-ной величиной сопротивления, найденного на заранее зацанной базе (расстояние между точками замера) при повышенной температуре, и уровнем механических свойств. Кроме того, самозначение электросопротивления будетзависеть от конфигурации полуфабрика Ота и величины базы, на которой замеряют электросопротивление. Таким образом, использование известного способа в заводских условиях в связи смногообразием обрабатываемых полуфабрикатов практически невозможно.Цель изобретения - снижение трудоемкости процесса,Поставленная цель достигается тем,что в процессе искусственного старения ведут определение относительнойскорости уменьшения электросопротивления полуфабриката (Ч /В) и старейние заканчивают при значении Ч /В(3,0-0,5)10 4, 1/мин,где Ч ,Ом/мин - скорость уменьшения З 5электросопротивленияполуфабриката;К, Ом - электросопротивление полуфабриката вмомент определенияФНа фиг. 1 и 2 приведены кривые изменения сопротивления образцов изизлученных сплавов при сопоставлениидлительности нагрева в логарифмическом масштабе, на Фиг. 3 и 4 в . кривыеизменения скорости падения электросопротивления и изменения прочностных свойств материала при комнатнойтемпературе.50Известно, что сопротивление металлов (8) определяется по формуле.- (Эгде- удельное электросопротивление материала; 555 - площадь поперечного сеченияпроводника длинойСкорость изменения сопротивления(Ч =) отсюда будет равнаДОй М 1;60Содержание легирующих элементов и примесей, вес.Ъ СоставР Си Ид Ип Ге 5 13,98 1,68 0,81 0,21 0,15 2 4,8 1,3 0,77 0,29 0,17 3 3,97 1,29 0,44 0,27 0,16 4 4,22 1,42 0,64 0,37 0,38 5 4,37 153 0,64 0,07 0,06 Параллельно определяли сопротивление образца с помощью моста постоянного тока МОпри температуре старения и значения механических Таким образом, относительная скорость изменения электросопротивления полуфабриката не зависит от его геометрических размеров, а определяется только изменением удельного электро- сопротивления сплава в процессе старения.При проведении операции искусственного старения электросопротивление полуфабриката из алюминиевого сплава сначала повышается при его нагреве до температуры выдержки, а затем уменьшается вследствие распада твердого раствора на основе алюминия, При этом на стадии распада твердого раствора происходит сначала повышение прочностных свойств полуфабриката, а затем их уменьшение при перестаривании. Знание для каждого сплава значения относительной скорости уменьшения электросопротивления, соответствующего максимуму прочностных свойств или определенной стадии перестаривания позволяет прекращать процесс старения при достижении требуемой степени распада твердого раствора еИспользуемый признак достижения требуемой стадии распада твердого раствора не зависит от геометрических размеров полуфабриката и вследствие этого не требует:установления его для каждого вида полуфабриката, что значительно облегчает контроль процесса старения, а также обеспечивает сохранение стабильности и механических свойств полуфабрикатов и исключает выпады по механическим свойствам.П р и м е р. Брали листы из термоупрочняемого алюминиевого сплава Д 16 с химическим составом, приведенным в таблице, и осуществляли старение при температуре 190 С.883189 Формула изобретения 4 ам авввв аввв 7 свойств на образцах-свидетелях при комнатной температуре, после различ-ной выдержки при температуре старения (фиг.1 и 2).Были определены значения скорости падения электросопротивленин н интервале 20 мин по ураенению.20-рю5и наипена отнооительнан н 02-Хскорость падения электросопротивления путем деления ЧР на значение электросопротивления в середине каждого интервала. Приведенные наО фиг. 3-4 данные показывают, что общепринятая выдержка в течение 11-13 ч для листов алюминиевого сплава Д 16, приводит к значительному перестариванию, снижающему прочностные свойства на 5-7 кг/мм". Непрерывный контроль относительной скорости уменьшения электросопротивления позволяет остановиться на требуемой ста дии старения. Так, прекращение ста О рения при достижении ЧаЙ = 3, 0 х х 10 , 1/мин позволяет получать близ кие к максимальным прочностные свойства при значительном сокращении длительности старения, а при достиже нии фК = 0,510"ф, 1/мин старение можно прекращать в связи с получением некоторого перестаривания, обеспечивающего, как известно, повышен- ную коррозионную стойкость.Как видно из приведенных данных, значение относительной скорости уменьшения электросопротивления полуфабрикатов, используемой в качестве контролируемой величины не зависит от состава сплава и абсолютного значения электросопротивления полуфабриката, что свидетельствует о его Й И Вб И О фпостоянстве для рассматриваемого класса материалов.ЭФфективность применения предлагаемого способа зависит от номенклатуры выпускаемых изделий, поскольку известный способ требует определения критической величины электросопротивления для каждого вида изделий, а в предлагаемом способе уже установлена контролируемая величина относительной скорости уменьшения электросопротивления для любого полуфабриката. Способ старения полуфабрикатов изтермоупрочняемых алюминиевых сплавов,включающий определение электросопротивления полуфабриката, о т л и ч аю щ и й с я тем, что,с целью снижения трудоемкости процесса, ведут определение относительной скоростиуменьшения электросопротивления полуфабриката (ЧЯ ) и старение заканчивают при значении Ч)К = (3 т 0-0, 5) хх 10 4, 1/мин, где Ч,т Ом/мин -скорость уменьшения электросопротивления полуфабриката, В,ом - электросопротивление полуфабриката в моментопределения Ч.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Наумов Н.М., Микляев П,Г. Резистометрический неразрушающий контроль деформируемых алюминиевых сплавов, 1974, с. 200,2. Авторское свидетельство СССРР 386995, кл. С 22 Г 1/04, 1973883189 м б идержка 8 юс чча чос 10 атс Й гчас Составитель В.Родин4едактор Т,Киселева Техред М,Рейвес, Корректор Г. Назарова е Зака лиал ППП "Патент", г. Ужгород, Ул. Проектная, 4 127/38ВНИИПпо11303 Тираж 684 сударственногом изобретений и осква, Ж, Ра Подпи комитета СССР открытий Ушская наб