Технология гомогенизационного отжига и отжига слитков для снятия напряжений

Отжиг слитков проводят для устранения или уменьшения денд­ритной ликвации компонентов, снятия остаточных напряжений, возникающих в процессе литья и формирования структуры, обеспечивающей наилучшие технологические свойства. В соот­ветствии с этим различают следующие виды отжига слитков: а) гомогенизационный; б) для уменьшения остаточных напря­жений; в) гетерогенизирующий. Эта классификация условна, (так как при отжиге может происходить несколько процессов.

Основные параметры режима гомогенизационного отжига — температура и время выдержки. Скорости нагрева имеют не­существенное значение. Влияние скорости охлаждения более значительно и будет рассмотрено ниже.

Температуру гомогени­зационного отжига выбирают разной в зависимости от состава сплава, но близкой к температуре равновесного или неравновес­ного солидуса.

Выдержка при температуре гомогенизации приводит к рас­творению избыточных фаз и выравниванию химического со­става по объему ячеек. Скорость гомогенизации существенно зависит от дисперсности неравновесных фаз. Чем мельче денд­ритные ячейки и тоньше частички неравновесных фаз, тем с большей скоростью и полнотой протекают процессы раство­рения.

Изменение структуры слитка после гомогенизации оказы­вает наследственное влияние на свойства деформированных полуфабрикатов. Пластичность, ударная вязкость, выносли­вость существенно повышаются. Уровень прочностных характе ристик зависит от степени распада твердого раствора с выделе­нием соединений алюминия с марганцем, хромом, цирконием и с другими тугоплавкими элементами с малой растворимостью. Если степень распада достаточно велика, то прочностные ха­рактеристики полуфабрикатов, полученных с использованием высоких степеней деформации, несколько снижаются. На уро­вень прочностных характеристик массивных прессованных полу­фабрикатов гомогенизация влияет меньше.

Слитки режут обычно после гомогенизации, при которой высокие термические напряжения, свойственные литому слитку, снимаются. Иногда гомогенизацию не проводят, а напряжения перед резкой необходимо снять. Тогда применяют отжиг слит­ков при температурах 275—350 °С в течение 1—3 ч. Такая об­работка достаточна для устранения остаточных напряжений, и опасность растрескивания слитков при резке снимается. Этот температурный интервал для большинства алюминиевых спла­вов соответствует минимальной устойчивости твердого раствора. Поэтому при отжиге происходит распад пересыщенных растворов в слитке, и сплавы разупрочняются.

Общая схема производства плит и листов из алюминиевых сплавов.

Состояние полуфабрикатов из алюминиевых деформируемых сплавов обозначают цифро-буквенной маркировкой: М —мяг­кий, отожженный; Т —закаленный и естественно состаренный; Т1—закаленный и искусственно состаренный; Н — нагартован­ный; 1/4Н — нагартованный на четверть; П (или 1/2П)—полу-нагартованный (в отличие от этого обозначения буква П, вхо­дящая в марку сплава, означает, что сплав проволочный); HI — усиленно нагартованный (нагартовка листов примерно 20%); ТН-—закаленный, естественно состаренный и нагартованный; Т1Н — закаленный, нагартованный и искусственно состаренный; Т1Н1—закаленный, нагартованный на 15—20% и искусст­венно состаренный.