Изменение свойств при закалке без полиморфного превращения

Изменение свойств при закалке зависит от фазового состава и особенностей структуры сплава в исходном и закаленном состояниях, от условий закалки, предыдущей обработки и других факторов. Направление и величина изменения свойств в разных сплавах весьма различны.

Закалка может и упрочнять, и разупрочнять сплав. У одних сплавов закалка повышает прочность, но снижает пластичность, у других, наоборот, снижает прочностные характеристики и повышает показатели пластичности, а у третьих повышает и прочность, и пластичность. Наконец, у очень многих сплавов, к которым в принципе можно применить закалку, она практически не изменяет свойств.

Сильное упрочнение с одновременным резким снижением пластичности в промышленных сплавах, подвергаемых закалке без полиморфного превращения, не наблюдается.

При закалке без полиморфного превращения деформируемых сплавов наиболее частый случай – повышение прочности при сохранении высокой пластичности, которая может мало отличаться от пластичности отожженного сплава. Типичный пример – дуралюмин Д16 (табл. 3).

Таблица 3

Механические свойства сплавов в литом, отожженном и закаленном состояниях

Сплав	σв, МПа		δ,	%	Сплав	σв, МПа		δ,	%
	отжиг	закалка	отжиг	закалка		литье	закалка	литье	закалка
Д16	200	300	25	23	АЛ8	150	300	1	12
Бр.Б2	550	510	22	46	АЛ9	160	200	2	6
					МЛ 5	160	250	3	9

Реже встречаются сплавы, у которых при закалке снижается прочность и сильно возрастает пластичность по сравнению с отожженным состоянием. Типичный пример – бериллиевая бронза БрБ2 (табл. 3). У нержавеющей хромоникелевой стали Х18Н9 относительное удлинение при закалке после горячей прокатки возрастает с 20 до 45%. Полуфабрикаты из таких сплавов, как бериллиевая бронза и сталь Х18Н9, для повышения пластичности перед холодной деформацией не отжигают, а закаливают.

Повышение или снижение прочности при закалке зависит от следующего. С увеличением концентрации легирующего элемента в твердом растворе прочность его возрастает. Поэтому пересыщенный раствор в закаленном сплаве прочнее менее легированного раствора в отожженном сплаве.

При закалке литейных сплавов прочность и пластичность обычно растут по сравнению с литым состоянием (см. сплавы АЛ8, АЛ9 и МЛ 5 в табл. 3). В структуре литейных промышленных сплавов избыточные фазы обычно находятся в форме сравнительно крупных частиц с большим межчастичным расстоянием. После их растворения прочность сплава становится выше из-за большей легированности матричного раствора.

По грубым и хрупким включениям избыточной фазы, например интерметаллида, происходят отрыв и скол в литом сплаве. Поэтому пластичность сплава после закалки оказывается повышенной. Особенно сильно она возрастает при полном растворении избыточной фазы, как в алюминиевом сплаве АЛ8 (растворяется Al₃Mg₂) и магниевом сплаве МЛ5 (растворяется Mg₁₇Al₁₂), которые после закалки практически однофазны (табл. 3). В силумине АЛ9 при закалке пластичность возрастает благодаря частичному растворению и коагуляции кремния и полному растворению силицида Mg₂Si.

Основное назначение закалки без полиморфного превращения – подготовка сплава к старению. Закалку некоторых сплавов (БрБ2, Х18Н9) используют и как промежуточную смягчающую операцию (вместо отжига) перед холодной деформацией. Наконец, закалка служит окончательной термообработкой для придания изделию необходимого комплекса свойств.