46. Основные виды отжига титана и его сплавов.

Свойства -сплавов после дорекристаллизационного и рекристаллизационного отжигов не зависят от скорости охлаждения. Отжиг (  )-сплавов сочетает элементы отжига I рода, основанного на процессах рекристаллизации, и отжига II рода, основанного на фазовой перекристаллизации.

Поэтому отжиг ()-сплавов чаще классифицируют не по процессам, протекающим в металле при нагреве (рекристаллизационный, дорекристаллизационный, отжиг для уменьшения остаточных напряжений, отжиг, включающий фазовую перекристаллизацию), а по реализуемой технологии, исходя из чего различают следующие виды отжига таких сплавов титана:

а) простой отжиг, который выполняют с нагревом до наиболее низких температур, достаточных для довольно полного разупрочнения, с последующим охлаждением обычно на воздухе, либо с печью до определенной температуры; температура такого отжига чаще всего 750-800 °С;

б) изотермический отжиг, при котором сплав на первой ступени нагревают до сравнительно высоких температур, достаточных для развития полигонизации или рекристаллизации (800-950°С в зависимости от состава сплава), затем на второй ступени охлаждают до температур, обеспечивающих высокую стабильность -фазы (эти температуры обычно ниже температуры рекристаллизации и составляют 530-650°С) и выдерживают при этой температуре 1-2 ч, а иногда и дольше с последующим охлаждением на воздухе; изотермический отжиг обеспечивает более высокие пластичность, термическую стабильность и длительную прочность сплавов в сравнении с простым отжигом, поэтому широко применяется для термической обработки жаропрочных сплавов;

в) двойной (ступенчатый) отжиг, отличающийся от изотермического тем, что после отжига на первой ступени сплав охлаждают на воздухе до комнатной температуры, а затем снова нагревают до температуры второй ступени - 550-650°С и выдерживают 2-5 ч; в этом случае при температуре первой ступени (как и в случае изотермического отжига) происходят процессы полигонизации и рекристаллизации, при последующем охлаждении частично протекает полиморфное превращение, но -фаза оказывается неравновесной и при последующем нагреве до температуры второй ступени происходит ее распад, следствием чего является повышение прочностных характеристик сплава при некотором снижении его пластичности.

Исходя из сути процессов структурных изменений двойной отжиг иногда называют “упрочняющий двойной отжиг” или “мягкая упроч-няющая термическая обработка”. Для уменьшения остаточных напряжений, вызванных механической обработкой деталей, в ряде случаев применяют неполный отжиг при температурах ниже температуры начала рекристаллизации (450-650°С в зависимости от состава) длительностью 0,5-2 ч.

47. Упрочняющая термическая обработка сплавов на основе металлов, которые не обладают полиморфизмом.

В зависимости от природы металла, являющегося основой сплава, можно выделить 2 общие разновидности упрочняющей термической обработки:

- для сплавов на основе металлов, не претерпевающих полиморфных превращений- закалка на пересыщенный твердый раствор с последующим естественным либо искусственным старением; такими сплавами являются сплавы на основе алюминия, меди, магния и ряда других элементов;

- для сплавов на основе металлов, обладающих полиморфизмом, прежде всего, сплавов титана - закалка с реализацией полиморфного мартенситного превращения (закалка на мартенсит) с последующим отпуском.

Следует отметить, что как при старении, так и при отпуске происходит распад пересыщенного твердого раствора, в целом подчиняющийся одним и тем же закономерностям.

Сплавы алюминия. Упрочняющей термической обработке - закалке со старением (часто - естественным) подвергают все группы деформируемых алюминиевых сплавов, упрочняемых термической обработкой, некоторые марки литейных сплавов - силуминов (например, АЛ 9), сплавов системы Al - Cu (АЛ 7, АЛ 19). Некоторые сплавы, например, литейные сплавы системы Al - Mg, подвергают закалке без старения, а ряд сплавов - старению без предварительной закалки. Охлаждающей средой при закалке большинства сплавов является вода.

Сплавы магния. Эти сплавы подвергают закалке с искусственным старением. Критическая скорость охлаждения при закалке сплавов магния невысока и для большинства из них охлаждающей средой является воздух. Продолжительность искусственного старения магниевых сплавов значительно больше, чем алюминиевых. Эффект же термической обработки у них ниже, чем у сплавов алюминия.

Сплавы меди. Температура их нагрева под закалку должна обеспечить возможно более полное растворение избыточных фаз, но не вызывать роста зерна и пережога. Время выдержки при их нагреве под закалку невелика и не превышает нескольких минут. Сплавы меди отличаются высокой прокаливаемостью.

Конкретные режимы термической обработки определяются экспериментальным путем для каждого сплава. Режимы старения выбираются в зависимости от требуемых физико-механических свойств. При этом могут быть реализованы режимы как полного, так и неполного искусственного старения, а также перестаривания.

Режимы закалки и старения ряда сплавов

Основа сплава	Вид и марка сплава	Температу- ра нагрева под закалку,°С	Режим старения
			Темпера-тура,°С	Время выдер-жки,ч
Алюминий	Деформируемые: Дюралюмины Д1,Д16	490-510	20	более 96
	Ковочные сплавы АК6,АК8	500-520	150-165	6-12
	Высокопрочные В95,В96	465-475	135-145	15-17
Магний	Деформируемые:МА5	410-425	175-200	8-16
	МА11	480-500	170-180	24
	Литейный МЛ6	410	190	4-8
Медь	ЛАНКМц 75-2-2.5-0.5-0.5	820	450	2
	БрАЖН 10-4-4	980	400	2
	БрБ2,БрБНТ 1.9	760-780	320	2

48. Основные виды старения сплавов цветных металлов.

В зависимости от температуры и времени выдержки при старении реализуются разные стадии распада пересыщенного твердого раствора, что обеспечивает получение различных структуры и свойств сплава. Поэтому старение подразделяют на следующие виды:

1. Зонное старение, когда при невысоких температурах или коротких выдержках упрочнение обусловлено образованием зон Гинье-Престона (ГП). Зонное старение является основным для таких сплавов, как, например, дуралюмины, и может обеспечить получение повышенной прочности сплава;

2. Фазовое старение, когда упрочнение достигается вследствие образования из зон ГП метастабильных фаз, имеющих с матрицей когерентные или полукогерентные границы. Такое старение происходит при более высоких температурах, либо при более длительных выдержках по сравнению с фазовым старением;

3. Коагуляционное старение, связанное с выделением частиц стабильных фаз, имеющих с матрицей некогерентные границы, а также с коагуляцией частиц таких фаз, приводящей к разупрочнению сплава. Такой процесс происходит при увеличении длительности выдержки при повышенных температурах старения.

При зонном старении наблюдается максимальная пластичность при достаточной прочности и средних значениях предела текучести, но высокая чувствительность к структурным изменениям при возможных последующих нагревах. Фазовое старение может обеспечить максимальные предел прочности и предел текучести, но пониженные значения относительного удлинения; при этом возникает опасность коррозионного растрескивания и усиливается чувствительность к концентраторам напряжений. Коагуляционное старение обеспечивает получение высокой коррози-онной стойкости, высокого предела текучести, слабой чувствительности к изменению свойств при дополнительных нагревах, повышенной технологической пластичности. Однако, относительное удлинение остается низким, а чувствительность к концентраторам напряжений - высокой.