3. Змінений властивостей при старінні

Зміцнення при старінні є результатом взаємодії дислокацій з тими виділеннями, які утворилися під час розпаду перенасиченого розчину. Головні причини зміцнення при цьому такі:

1. гальмування дислокацій полем пружних напружень в матриці навколо виділень;

2. "хімічне" зміцнення при перерізанні виділень дислокаціями;

3. зміцнення при обході частинок дислокаціями.

Поле пружних напружень неминуюче виникає в матриці при утворенні когерентних і напівкогерентпих виділень, так як когерентність решіток забезпечується пружною деформацією їх біля меж розділу (див. рис. 157а,б). Величина пружних напружень тим більша, чим більше розмірна невідповідність структури матриці й виділення, вище модуль пружності матриці й більше площа когерентної межі. Для того, щоб дислокації просувались через деформовану матрицю, треба прикласти напруження, яке перевищує середнє напруження поля пружних деформацій навколо виділень.

"

Рис. 159. Перерізування виділень крайовою дислокацією (а) і проходження дислокацій поміж виділеннями з утворенням петель (б).

Хімічне" зміцнення - результат ближньої взаємодії дислокацій і виділень, коли дислокації проходять через виділення, перерізуючи їх (рис. 159а). Чим жорсткіше виділення, тим складніше дислокації його перерізати.

Зміцнення при обході виділень дислокаціями виникає тоді, коли дислокації не перерізують виділення. Один із способів обходу - "проштовхування" дислокацій між виділеннями (рис. 1596). Для проштовхування необхідно підвищити прикладене напруження, щоб вигнути дислокацію між виділеннями. Ділянки дислокацій з обох сторін від виділення спочатку виги-

маються, а потім змикаються і утворюють дислокаційні петлі навколо виділень. Критичне напруження при обході виділень дислокаціями оборотно пропорційне відстані Е між ними:

де С - модуль зсуву матриці;

Ь - вектор Бюргерса дислокації.

Іншим способом-обходу виділень є поперечне ковзання. Напруження, необхідні для подолання перепонів цим способом, зменшуються з підвищенням температури. Переповзання дислокацій при підвищених температурах також допомагає їм обходити виділення.

В залежності від температури і тривалості старіння характеристики міцності (границя міцності, границя текучості і твердість) спочатку зростають, досягають максимуму, а потім знижуються (див. криві при Т₂ і Т₃ на рис. 160). Старіння, що йде в часі до досягнення мак-

Р ис. 160. Схема залежності міцності сплаву, від тривалості старіння при різних температурах (Т,<Т₂<Т₃).

час старіння

симуму міцностних властивостей, називають зміцнюючим, а правіше максимуму - розміцшоючим старінням або перестарюван- ням. Якщо температура старіння достатньо низька, то пєрестарю- ваііня не досягається, і максимального зміцнення теж не буде (крива при Т, на рис. 160). Існує емпіричне співвідношення між температурою солідусу і температурою старіння на максимальну міцність, яке встановлено М.В.Захаровим:

Тстар= (0,5 - 0,6)Т_Ш1.

При підвищенні температури старіння міцність сплаву може стати нижчою, ніж у вихідному загартованому стані (рис. 161). Це пояснюється коагуляцією виділень і сильним зменшенням легова-

пості матриці. В зв'язку з цим вибір оптимального режиму старіння с дуже важливою справою.