Оглавление:
Диаграмма состояния системы алюминий медь
Дюралюминий широко применяется в различных отраслях промышленности, особенно в авиастроении, благодаря его низкому удельному весу и высоким механическим свойствам после термообработки.
- При маркировке дюралюминия буква d означает «дюралюминий», а цифра-условный номер сплава.
- Из диаграммы состояния a1-cu самая высокая растворимость меди в алюминии наблюдается при 548°.
- 5, 7%;при понижении температуры растворимость меди в алюминии снижается, а при комнатной температуре она составляет 0, 5%.
Когда сплав с содержанием меди от 0, 5 до 5, 7% закаливают нагревом выше температуры фазового превращения (например, Точка 5 на диаграмме состояния для сплавов А1-cu), сплав становится однородным твердым раствором А.
После закалки, сплав распадается на твердый раствор и сопровождается выделением избыточной фазы высокой степени дисперсности. Такая фаза сплава a1-cu представляет собой твердое и хрупкое соединение cua12.
Разложение пересыщенного твердого раствора происходит в течение длительного времени, когда сплав выдерживается при комнатной температуре (естественное старение), и происходит более быстро при высоких температурах (искусственное старение). В результате старения твердость и прочность сплава повышаются, пластичность и вязкость снижаются.
Согласно наиболее полно разработанной теории старения с использованием правила Курнакова, процесс старения сплавов протекает в несколько этапов.
Упрочнение сплава, которое наблюдается в результате старения, соответствует периоду отделения избыточной фазы в мелкодисперсном состоянии. Изменения в структуре можно наблюдать только с помощью электронного микроскопа. Обычно эта стадия процесса протекает со сплавами, которые закаляются в процессе естественного старения.
В этом случае твердость и прочность сплава повышаются.
- При нагреве закаленного сплава до относительно низкой температуры, которая различна для каждого сплава (искусственное старение), протекает 2-я стадия, состоящая из расширения частиц осажденной фазы. Этот процесс можно наблюдать с помощью оптического микроскопа.
Появление крупных осадков в фазе отвердителя в микроструктуре совпадает с новыми изменениями свойств: уменьшением прочности и твердости сплава, увеличением пластичности и вязкости.
Износ наблюдается только в сплавах с диаграммой состояния с ограниченной растворимостью, которая уменьшается с понижением температуры. В связи с тем, что большое количество сплавов имеют такой тип рисунка, явление старения встречается очень часто. Процесс старения основан на термической обработке многих цветных сплавов, таких как алюминий и медь.
В сплаве a1-cu, описанном выше, этот процесс протекает следующим образом: при естественном старении закаленных сплавов образуются зоны (диски) с высоким содержанием меди. Толщина этих зон называется зоной гинье Престона и составляет 2-3 атомных слоя.
При нагревании до 100°и более эти зоны изменяются на так называемые Ө-phase. It является нестабильной аллотропной модификацией соединения cua12. При температурах выше 250°, 9 ′ фаза Ө переходит в фазу (cua12).
Кроме того, Ө-фазы (cua12) осадок агглютинация происходит. Этот сплав обладает самой высокой твердостью и прочностью на первой стадии старения.
В дюрале марки d1 фаза также выделяется при разложении твердого раствора, а в Дюрале марки d16 таких фаз несколько.
Технология термической обработки деталей из дюралюминия состоит из упрочнения, которое проводят с получением пересыщенного твердого раствора, а также естественного или искусственного старения. Для закалки деталь нагревают до 495°и охлаждают в холодной воде.
- Отвержденные детали подвергаются естественному старению, выдерживая их при комнатной температуре. После 4 до 7 дней вызревания, часть приобретает самую высокую прочность и hardness. So, прочность на растяжение дюралюминия марки d1, находящегося в отожженном состоянии, составляет 25 кг / мм2, а его твердость равна n b = 45. После закалки и естественного старения предел прочности 40 кг / мм2, а твердость повышается до НВ = 100.
Время, необходимое для разложения твердого раствора, можно сократить до нескольких часов путем нагрева закаленного дюралюминия до 100-150° (искусственное старение), но твердость и прочность искусственного старения несколько ниже, чем естественного старения.
Коррозионная стойкость также немного снижается. Наибольшую твердость и прочность после закалки и старения имеют дюралевые марки Д16 и Д6, а дюралевые марки ДЗП и Д18-сплавы с улучшенной пластичностью.
Смотрите также:
Примеры решения задач по материаловедению
| Диаграмма состояния системы алюминий кремний | Диаграммы состояния двухкомпонентных сплавов |
| Диаграмма состояния системы свинец сурьма | Диаграмма состояния системы медь серебро |
