13. Общие понятия об отжиге.

Отжиг.

Отжигом называется операция термообработки, заключающаяся в нагреве сплава до определенной температуры, выдержке и последующего медленного охлаждения, обеспечивающего получение максимально равновесной структуры в данном сплаве. Цель отжига – привести металл в равновесное состояние, уменьшить его прочность и твердость, увеличить пластичность.

Так как основные металлы ювелирной техники не имеют полиморфного превращения, то к ним применены следующие виды отжига: гомогенизационный, рекристаллизационной, дорекристаллизацыонный, гетерогенизационный.

Гомогенизационный отжиг.

Назначение гомогенизационного отжига или гомогенизации – устранение дендритной ликвации, выравнивание химического состава сплава по телу зерна.

При кристаллизации сплава часто возникает дендритная ликвация. Она связана с тем, что кристаллизация твердого раствора происходит в интервале температур кристаллизации, между температурой линии ликвидус и солидус. При этом состав твердого раствора, находящегося в равновесии с жидкой фазой, непрерывно изменяется с изменением температуры. Если скорость охлаждения мала, то состав растущего кристалла в процессе охлаждения успевает выравниться и химический состав в центре зерна и на его границе оказывается одинаковым. В реальных условиях скорость охлаждения при кристаллизации оказывается обычно высокой и процесс диффузионного выравнивания состава не успевает произойти. После кристаллизации состав зерна оказывается неоднородным. В частности такое явление наблюдается в литой оловянной бронзе и мельхиоре.

Следствием дендритной ликвации являются:

6. Уменьшение коррозионной стойкости сплава в результате образования гальванических пар из-за различия химического состава центральных и периферических участков зерна.

7. Понижение пластичности сплава. Особенно в трех случаях, когда по границам зерен образуются грубые прослойки нитридов, фосфидов и других фаз, а также неравновесной эвтектики.

8. Образование строчечной структуры при обработке давлением. Строчечная структура сплава вызывает повышенную склонность сплава к межкристаллитному излому.

9. Понижение температуры солидус и опасность оплавления границ зерен при термической обработке.

10. Нестабильность структуры и свойств металла во времени.

Гомогенизирующий отжиг заключается в нагреве сплава до определенных температур, выдержка и последующем медленном охлаждении.

Температура гомогенизирующего отжига выбирают обычно на 100 – 150°С ниже температуры солидуса для данного сплава.

После гомогенизирующего отжига структура металла однородна по составу.

Рекристаллизационный отжиг.

Реккристаллизационный отжиг – это термическая обработка холоднодеформированного металла. Назначение рекристаллизационного отжига – уменьшение прочности и увеличение пластичности деформированного металла, снятие наклепа, вызванного холодной пластической деформацией.

Основной процесс, который происходит при рекристаллизационном отжиге – рекристаллизация обработке.

Температура рекристаллизационного отжига обычно выбирается на 100 – 150°С выше температуры порога рекристаллизации. Время выдержки 1 час. Скорость охлаждения особенного значения не имеет. Значитьельный перегрев металла не желателен, т. к. может привести к росту зерна и именьшению пластичности сплава.

Особая разновидность отжига первого рода – отжиг, уменьшающий остаточные напряжения.

Гетерогенизационный отжиг.

Назначение гетерогенизационного отжига – получить наиболее равновесную, стабильную структуру в сплаве, понизить прочность и повысить его пластичность.

Гетерогенизационный отжиг применим только в том случае, когда растворимость одного из компонентов в твердом состоянии значительно изменяется с температурой. Главным процессом при гетерогенизационном отжиге является, возможно, более полное выделение второй фазы из матрицы.

Регулируя параметры гетерогенизационного отжига (скорости нагрева и охлаждения, температуру и время выдержки), добиваются различной твердости, пластичности, коррозионной стойкости.