Способ термической обработки дисперсионно-твердеющих алюминиевых сплавов

 

Изобретение относится к металлургии, в частности к способам термической обработки для получения требуемых свойств алюминиевых сплавов. Цель изобретения - повышение сопротивления коррозионному растрескиванию, расслаивающей коррозии и механических свойств. Способ включает закалку, вылеживание при комнатной температуре не менее 3 суток, предварительное высокотемпературное старение в течение 3 - 4 ч при температуре на 10 - 50С выше критической температуры растворимости зон Гинье - Престона и последующее низкотемпературное старение, которое проводят при температуре на 10 - 15С ниже критической. Полуфабрикаты, обработанные по данному способу, имеют повышенные коррозионные и механические свойства. 1 табл.

Изобретение относится к металлургии, в частности к способам термической обработки для получения требуемых свойств алюминиевых сплавов. Цель изобретения - повышение сопротивления коррозионному растрескиванию и расслаивающей коррозии и механических свойств. Способ термической обработки осуществляется по следующему режиму: закалка, вылеживание при комнатной температуре не менее трех суток; старение; нагрев до температуры, превышающей на 10-50^оС критическую температуру растворимости зон Гинье-Пресстона (Тк), выдержка при этой температуре 2-10 ч; охлаждение до температуры на 10-50^оС ниже Тк, выдержка при этой температуре 6-36 ч; охлаждение на воздухе. Старение на первой ступени при температуре на 10-50^оС выше значения критической температуры растворимости зон Гинье-Престона обеспечивает образование в объеме зерен большого количества крупных частиц выделений упрочняющих фаз, неперерезаемых дислокациями. Это способствует равномерной деформации матрицы под действием остаточных или наложенных извне напряжений, что приводит к резкому снижению процесса локализации напряжения на границах зерен и обеспечивает высокое сопротивление коррозионному растрескиванию и расслаивающей коррозии, но отмечается низкий уровень механических свойств. Если старение на первой ступени проводить при температурах, превышающих значение критической температуры растворимости зон Гинье-Престона менее, чем на 10^оС, то формируется мелкодисперсная структура, обеспечивающая получение повышенных значений механических свойств, но этому состоянию соответствует пониженное сопротивление коррозионному растрескиванию и расслаивающей коррозии. В том случае, если старение проводить при температурах, превышающих значение критической температуры растворимости зон Гинье-Престона более, чем на 50^оС, то формируется структура с более крупными, чем в заявляемом интервале температур (10-50^оС), частицами упрочняющих фаз, не перерезаемых дислокациями под действием напряжений, что не приводит к локализации напряжений на границах зерен и таким образом образуется структура с повышенным сопротивлением коррозионному растрескиванию и расслаивающей коррозии, но с пониженным уровнем механических свойств. Старение на второй ступени при температуре ниже на 10-50^оС значения критической температуры растворимости зон Гинье-Престона способствует мелкодисперсному распаду твердого раствора с образованием в структуре матрицы зон Гинье-Престона и метастабильных переходных выделений, обеспечивающих повышенные механические свойства материала. Проведение на второй ступени старения при температуре ниже значения критической температуры растворимости зон Гинье-Престона менее, чем на 10^оС, способствует формированию структуры с крупными выделениями упрочняющих фаз, а также получению полуфабрикатов с низким уровнем механических свойств. Если же старение проводить при температуре ниже значения критической температуры растворимости зон Гинье-Престона более, чем на 50^оС, образуется измельченная мелкодисперсная структура, эффект первой ступени значительно падает, механические свойства повышаются, но сопротивление коррозионному растрескиванию и расслаивающей коррозии понижается. П р и м е р. Исследовали листы толщиной 2 мм из дисперсионно-твердеющего сплава 1420 системы Al-Mg-Li. Критическая температура растворимости зон Гинье-Престона равна 150^оС. Листы после закалки с 460^оС в воде ( 25^оС) и вылеживания в течение четырех суток при комнатной температуре были подвергнуты искусственному старению по режимам, указанным в таблице. Испытания на расслаивающую коррозию проводили по ГОСТ 9.904-82 в растворе 1 [K₂Cr₂O₂ + (10 г/дм³) + NaCl (225 г/дм²) + +KNO₃ + (50 г/дм)³ + HCl (5,5 г/дм³)] и растворе 2 [K₂Cr₂O₇ (20 г/дм³) + HCl (13,5 г/дм³)] . Сравнительные данные по механическим свойствам и сопротивлению коррозионному растрескиванию (КР) и расслаивающей коррозии (коррозионные и механические свойства листов, (h = 2 мм), из сплава 1420 в зависимости от режимов искусственного старения) приведены в таблице. Из таблицы видно, что полуфабрикаты, состаренные по предлагаемым режимам, имеют высокое сопротивление расслаивающей коррозии (2-5 баллов) и коррозионному растрескиванию (при напряжении 250 МПа образцы практически не разрушаются за базу испытаний 90 сут). (56) Алтунина Л. И. и др. Сб. Современные цветные сплавы и прогрессивные методы литья. М. , 1974, с. 84-87. Колобнев И. Ф. Термическая обработка аммониевых сплавов. М. : Металлургия, 1966, с. 26.

Формула изобретения

СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ДИСПЕРСИОННО-ТВЕРДЕЮЩИХ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ, включающий закалку, вылеживание при комнатной температуре не менее трех суток, предварительное высокотемпературное старение и последующее низкотемпературное, отличающийся тем, что, с целью повышения сопротивления коррозионному растрескиванию и расслаивающей коррозии и механических свойств, предварительное старение проводят в течение 3 - 4 ч при температуре на 10 - 50^oС выше критической температуры растворимости зон Гинье - Престона, а последующее старение - при температуре на 10 - 50^oС ниже этой температуры в течение 12 - 30 ч.

РИСУНКИ

Рисунок 1