Статьи

Механическая и термическая обработка алюминиевых сплавов

Возможно упрочнение сплавов путем деформации заготовок в холодном состоянии. Благодаря наклепу прочность металла увеличивается, a относительное удлинение падает. Возможны две степени механической обработки - полунагартовка и нагартовка. Полунагартованные листы могут применяться для конструкций, при изтотовлении которых требуется гибка или сварка. Нагартованные листы подвергать этим видам обработки не рекомендуется, так как есть опасность появления трещин или разрывов. Термической обработке подвергаются тройные сплавы типа "алюминий - медь - магний". При обычной температуре эти сплавы состоят из твердого раствора, включений соединения меди с алюминием и тройной фазы - "алюминий - медь - магний". Все эти составляющие на микрошлифе дают светлое поле, на котором выделяются темно-фиолетовые зерна соединений железа. В прессованном и отожженном металле не наблюдается какого-либо зернистого строения. Термическая обработка этих сплавов с целью их упрочнения производится в две стадии: 1) Закалка заключается в нагревании металла в узких пределах температур - от 495 до 510° и в быстром охлаждении. При этом структурные образующие - соединения алюминия с медью и магнием - переходят в твердый однофазный раствор, который после быстрого охлаждения при нормальной температуре становится пересыщенным. При этом проявляется мозаичная структура. 2) Если сразу же после закалки испытать такой образец на разрыв, то повышения прочности отмечено не будет. Упрочнение наблюдается спустя некоторое время после закалки, когда пройдет процесс старения. Этот процесс может происходить либо самопроизвольно при обычной температуре в течение 4-5 суток (особенно в первые сутки) - это естественное старение, либо ускоренно, за несколько часов, при температуре около 150° - искусственное старение. Процесс старения заключается в том, что из твердого пересыщенного раствора выпадает новая кристаллическая, более прочная, чем основной металл, фаза в виде соединений алюминия с медью, которая как бы армирует поверхность кристаллов, в результате чего повышается прочность металла. Благодаря термической обработке предел прочности сплава увеличивается в 1,3-1,5, а для некоторых сплавов в два раза. Относительное удлинение при этом несколько уменьшается (на 10-20%,). Буквенные обозначения механической и термической обработки алюминиевых сплавов (состояние поставки): П - полунагартованные. Н - нагартованные. М - отожженные. Т - закаленные и естественно состаренные. TI - закаленные и искусственно состаренные. Деформируемые сплавы разделяют на две группы: термически необрабатываемые и термически обрабатываемые.