47. Фазовые и структурные превращения и упрочняющая термообработка алюминиевых сплавов системы Al – Cu.

На рис.49 приведен участок

диаграммы состояния системы

Al-Cu с содержанием меди от 0

до 7%. Выделенная область это-

го участка (от 1,4 до 4,9%Cu) со-

ответствует содержанию меди

ди в большинстве промышленных алюминиевых сплавов. В

некоторых сплавах, легированных, кроме меди, магнием, марганцем, кремнием и другими

элементами, содержание ее мо-

жет быть от 0,1 до 7%.

В твердом состоянии медь с алюминием образуют твердый раствор, концентрация меди в котором 5,65% при эвтектической температуре. С понижением температуры растворимость меди уменьшается, достигая 0,1% при 20˚С. При этом из твердого раствора выделяется соединение CuAl₂, содержащее ~54,1%Cu, обладающее довольно высокой твердостью (HV531).

Явление переменной растворимости меди используется для упрочняющей термообработки. При быстром охлаждении из зоны максимальной растворимости вся медь, находящаяся в твердом растворе, не успевает выделиться из него. Прочность и твердость при этом не возрастают, так в растворе замещения не происходит достаточного для этого искажения кристаллической решетки. Упрочнение сплава происходит при последующей выдержке при комнатной температуре в течение 5-7 суток (естественное старение) или при нагреве на температуру 150-200˚ в течение нескольких часов (искусственное старение), в процессе которых из пересыщенного твердого раствора выделяется большое количество дисперсных частиц упрочняющей фазы CuAl_2.

48.Фазовые и структурные превращения и упрочняющая термообработка медных сплавов (на примере сплавов системы Cu-Be).

Большинство медных сплавов (как латуней, так и бронз) не подвергается упрочняющей термической обработке. Дело в том, что однофазное превращение заканчивается при температуре в районе 150˚С, ниже которой уже практически не происходит превращений в мартенсите, и сталь приобретает достаточно высокую твердость и прочность. В углеродистых сталях, содержащих более 0,6%С, присутствует остаточный аустенит (рис.40). Его количество тем больше, чем выше содержание углерода. Для того, чтобы мартенситное превращение произошло до конца, необходимо понизить температуру ниже точки Мк, то есть провести так называемую обработку холодом.

Но и в этом случае в стали обязательно будет присутствовать остаточный аустенит в количестве 5-7%. Дело в том, что образующиеся с понижением температуры все новые и новые порции мартенситных пластин (игл) в конце концов настолько зажимают оставшиеся участки аустенита, что у него исчезает возможность увеличить объем, чтобы превратиться в мартенсит.