Сл.13. Изменение свойств сплавов при гомогенизационном отжиге

Литые сплавы

Главное изменение свойств при гомогенизационном отжиге – повышение пластичности литого сплава. При выборе режима отжига слитка показатели пластичности следует измерять не при комнатной температуре, а при температуре первой операции горячей обработки давлением. Если, например, слитки сплава Д16 предназначены для прессования, то показатели пластичности следует определять при температуре прессования, равной 400° С (см. рис. 5).

По мере растворения хрупких фаз пластичность растет и после окончания их растворения перестает изменяться. Относительное удлинение и сужение слитков алюминиевых сплавов при температурах горячей деформации возрастают в результате гомогенизации в 1,5–3 раза.

Если цель гомогенизационного отжига – повысить пластичность, то за оптимальное время гомогенизации можно принять время полного растворения неравновесного избытка фаз.

Повышение пластичности слитков легированных сталей, алюминиевых и других сплавов уменьшает брак по трещинам при первой операции горячей обработки давлением, позволяет увеличить степень деформации, особенно на первых обжатиях, повысить скорость деформирования, улучшает состояние кромки (уменьшает рванины горячекатаных полос).

Значение гомогенизации особенно велико для фасонных отливок, так как их не подвергают пластической деформации, измельчающей структуру. К фасонным отливкам из алюминиевых и магниевых сплавов гомогенизационный отжиг как самостоятельную операцию, не применяют. Гомогенизация органически входит в операцию нагрева под закалку фасонных отливок. Этот нагрев проводят при таких высоких температурах и длительных выдержках, чтобы в твердый раствор перешло максимально возможное в. производственных условиях количество избыточных фаз.

Деформируемые сплавы

Наиболее заметное и практически очень важное влияние гомогенизационный отжиг оказывает на показатели пластичности, ударную вязкость и усталостные характеристики изделий (прессованных полос, профилей, поковок и др.) поперек волокна, так как избыточные хрупкие фазы вытягиваются вдоль направления главной деформации.

Сл.14. Гомогенизационный отжиг сталей, требующий большого расхода топлива и сопровождающийся значительными потерями металла на окалину, применяют лишь к высококачественным легированным сталям ответственного назначения (температуру отжига выбирают в интервале 1050–1250°С). Из углеродистых сталей только автоматные подвергают гомогенизационному отжигу. Автоматные стали содержат повышенное количество серы, улучшающей обрабатываемость резанием (до 0,2–0,3% вместо обычных 0,04– 0,06%). Сера сильно ликвирует к границам зерен при кристаллизации и вызывает красноломкость при прокатке. Гомогенизационный отжиг при 1150°С устраняет красноломкость автоматной стали.

Слитки большинства деформируемых алюминиевых сплавов подвергают гомогенизационному отжигу для улучшения обрабатываемости давлением и повышения механических свойств полуфабрикатов. Температуру отжига, обычно находящуюся в интервале 450–550° С, выбирают в зависимости от марки сплава и вида полуфабрикатов.

Слитки деформируемых магниевых сплавов гомогенизируют при 390–405° С с той же целью, что и слитки алюминиевых сплавов. Часто гомогенизацию совмещают с операцией нагрева слитков перед обработкой давлением, увеличивая выдержку в печи.

Если гомогенизационный отжиг позволяет существенно увеличить скорость обработки давлением, например прессования, то затраты на его проведение всегда с лихвой окупаются, так как повышается производительность дорогих и сложных прессов.