Acasă Exemple de documente Moduri de tratament termic al alamei l60. Tratarea termică a metalelor

Moduri de tratament termic al alamei l60. Tratarea termică a metalelor

Tratamentul termic al metalelor neferoase se referă la încălzirea la o anumită temperatură, urmată de răcire la o anumită viteză. Eficiența globală a tratamentului termic al metalului neferos depinde de prelucrarea anterioară a acestuia, de temperatură și viteza de încălzire, de durata expunerii la această temperatură și de viteza de răcire.

Procesele de tratare termică a metalelor neferoase pot fi împărțite în două grupe principale: tratamentul termic, al cărui scop este obținerea unei structuri cât mai apropiate de starea de echilibru și tratamentul termic, al cărui scop, dimpotrivă. , este de a atinge o stare de neechilibru. În unele cazuri, ambele grupuri de procese menționate se suprapun reciproc.

Prima grupă include recoacere de recristalizare material deformat, mai departe recoacerea pentru îndepărtare tensiuni interne și, în sfârșit recoacere de omogenizare turnări. La al doilea grup, care este uneori considerat tratament termic în sens restrâns cuvinte, se referă la tratamentul termic pentru a obține o stare de neechilibru, adică așa-numita întărire prin dispersie

Recoacere moale sau de recristalizare

Recoacerea moale este tratamentul termic al pieselor de prelucrat care au fost prelucrate la rece. Este produs prin încălzirea produsului la o anumită temperatură, menținerea la această temperatură pentru un anumit timp și, de regulă, răcirea ulterioară lentă. Nivelul temperaturii, timpul de menținere, precum și ratele de încălzire și răcire depind atât de metoda de prelucrare anterioară, cât și de proprietățile necesare ale produsului. Prin urmare, procesul acestei recoaceri se caracterizează prin gradul de reducere anterioară, temperatura și durata recoacerii și structura dorită a produsului. Poate fi explicat pe scurt prin următoarele exemple.

Ca rezultat, metal întărit tratament cu presiune suferă mai multe modificări care se suprapun reciproc în timpul încălzirii. În primul rând, are loc așa-numita „restaurare”, caracterizată prin eliminarea tensiunilor interne, adică eliminarea încălcărilor rețea cristalină induse în material prin tratarea sub presiune. În această regiune, proprietățile mecanice se modifică foarte puțin, deși se observă deja modificări în unele proprietăți fizice. După încălzire suplimentară, ele încep să se formeze embrioni structură nou formată și are loc creșterea acestor embrioni. Împreună, aceste două procese sunt numite recristalizare. mecanică și proprietăți fizice, dobândite de material ca urmare a tratamentului sub presiune, sunt pierdute de acesta în timpul recristalizării, iar materialul capătă proprietățile pe care le avea înainte de întărire. Aceasta este urmată de o etapă de creștere a boabelor în care cristalele se unesc; în timp ce unele cristale cresc în detrimentul cristalelor învecinate, iar structura cristalină devine mai mare

Procesul de modificare a proprietăților mecanice ale cuprului fără oxigen în timpul călirii și recoacerii de recristalizare este explicat în graficele următoare.

Dependența proprietăților mecanice în timpul călirii de gradul de compresie

Dependența proprietăților mecanice în timpul recoacerii de recristalizare de temperatură

Curbele de duritate în funcție de reducerea și temperatura anterioare, precum și creșterea boabelor în funcție de temperatură după recristalizare

Recoacerea pentru eliberarea stresului

Acest tip de recoacere se numește stabilizare, și în legătură cu piesele de prelucrat deformate - concediu de odihna. Recoacerea constă în încălzire până la temperatura ridicatași expunere pe termen scurt la această temperatură până când produsul este complet încălzit, urmată de răcire lentă. Pentru piesele prelucrate prin presiune, aceasta este temperatura din regiunea de recuperare, adică sub temperatura de recristalizare. Această recoacere elimină tensiunile interne cauzate, de exemplu, în piese turnate prin răcire neuniformă și tratament termic, iar în forjare - tratament la presiune la rece, tratament termic sau tăiere cu secțiuni mari de așchii. Cristalizarea anterioară este reținută în timpul acestei încălziri. De asemenea, proprietățile mecanice nu se modifică semnificativ, inclusiv după depozitare pe termen lung.

Pentru produse, în special configurații complexe, acest proces asigură stabilitatea dimensională. Un exemplu de temperaturi de revenire pentru unele aliaje de aluminiu și cupru forjat este dat în Tabelul 1

Temperaturi de revenire pentru reducerea tensiunilor în unele metale și aliaje forjate

Recoacere de omogenizare

Recoacere prin omogenizare este un tratament termic care constă în încălzirea la o temperatură ridicată și menținerea acelei temperaturi pentru un anumit timp până când se obține o compoziție uniformă și o structură uniformă. Aceasta este urmată, de regulă, de o răcire lentă. ÎN aliaje turnate se intalneste neuniformitate (eterogenitate) de două feluri. Acest - separarea impurităților, acumulându-se în acele părți ale turnării care se solidifică ultimele și delaminare (stratificare) fiecare cristal în soluție solidă individuală. Neregulile din interiorul cristalului sunt ușor de aliniat difuziune dacă rulează la o temperatură suficient de ridicată și pentru un timp suficient de lung. Dimpotrivă, impuritățile acumulate în locurile individuale ale turnării sunt disipate prin recoacere mult mai rău. Ele sunt capabile de difuzie numai dacă se dizolvă în metalul de bază la temperaturi ridicate. Dar chiar și în acest caz, procesul de omogenizare este dificil din cauza cale mare, pe care particulele individuale trebuie să treacă

Recoacere de omogenizare poate fi aplicată și metalelor deformate dacă este necesar pentru a îmbunătăți unele dintre proprietățile lor mecanice, în special viscozitateȘi rezistență chimică aliaj. Prin încălzire la o temperatură ridicată, sigur elemente de aliere sunt transferate într-o soluție solidă până când aliajul devine omogen, iar apoi segregarea este suprimată prin răcire rapidă. Cu toate acestea, acest proces se deplasează deja în zona tratamentului termic pentru a obține stări de neechilibru

întărire prin dispersie

Pentru aliaj de întărire prin precipitare condiție prealabilă este că în cristalele principale există o fază parțial solubilă, a cărei solubilitate scade odată cu scăderea temperaturii. Cu o răcire lentă, are loc segregarea, în urma căreia, în funcție de forma diagramei, se poate separa un metal pur, o soluție solidă de compuși sau o altă fază. Răcirea rapidă din regiunea soluției solide poate în multe cazuri suprima segregarea, iar aliajul astfel stins poate fi adus într-o stare de neechilibru a unei soluții solide suprasaturate. Cu o încălzire moderată suplimentară sau o temperatură normală, aliajul tinde să ajungă la o stare stabilă. Acest proces complex nu a fost încă pe deplin elucidat, deși o serie de aliaje întăribile sunt deja utilizate în practică. Procesul decurge diferit pentru diferite aliaje întăribile și, în multe cazuri, nu este același, chiar și pentru același aliaj. Prin urmare, ne limităm la descriere scurta acest proces

Întărirea constă în principal din trei etape. Mai întâi, aliajul este încălzit la temperatura corespunzătoare. Această temperatură este între linia solidus și linia de solubilitate în stare solidă cât mai aproape de temperatura solidusului. Cel mai bine este să mențineți această temperatură, având în vedere gama sa îngustă, în special pentru aliajele de aluminiu (490-535 ° C), într-o soluție salină și, prin urmare, tocmai astfel de soluții sunt cele mai des folosite. Scopul acestui tip de recoacere este obținerea unei soluții solide bogate. Expunerea la această temperatură depinde de tipul de aliaj și de tipul piesei de prelucrat. Aceasta este urmată de răcire rapidă (stingere în ulei sau apă). Aliajul trece prin diferite etape, apropiindu-se de starea de echilibru, iar atomii soluției solide suprasaturate sunt dispuși de fiecare dată diferit. Acest proces se efectuează la temperatură normală sau ridicată; uneori se numește îmbătrânire. În unele cazuri, prelucrarea la rece se efectuează între călire și îmbătrânire. Se numește îmbătrânire la temperatură normală natural, și la temperaturi ridicate artificial

În timpul întăririi, proprietățile mecanice se modifică. După călire, rezistența scade oarecum odată cu creșterea tenacității, iar odată cu îmbătrânirea, rezistența crește din nou, iar duritatea și ductilitatea scad ușor. Aceste modificari in timpul invechirii urmeaza anumite regularitati in functie de temperatura, durata de imbatranire si tipul de aliaj. La atingerea maximului, rezistența aliajului scade din nou odată cu încălzirea ulterioară. Ca urmare a unui astfel de îmbătrânirea excesivă» aliajul trece de la o stare instabilă solidificată la o stare de echilibru, iar materialul capătă proprietățile sale mecanice anterioare. Desigur, rezistența în stare călită este întotdeauna mai mare decât cea care poate fi obținută din același aliaj prin călirea prin lucru și, în general, aliajele călite au cea mai mare rezistență în comparație cu alte metale din această grupă. În timpul procesului de întărire, unele proprietăți fizice se modifică.

Figura 5 prezintă efectul temperaturii și duratei îmbătrânirii artificiale asupra proprietăților mecanice ale aliajului AlMgSi forjat.

Schema generală a dependenței de temperatură și durată de recoacere la diferite căi tratamentul termic al aliajului AlMgSi forjat este prezentat în Fig. 6

În unele aliaje neferoase, în timpul tratamentului termic până la o stare de neechilibru, procesele de recristalizare se desfășoară în același mod ca și în oțel. De exemplu, în unele bronzuri de aluminiu, așa-numitele transformări de fază γ - α, în legătură cu care se poate numi întregul proces, constând din călire și călire îmbunătățirea termică. Modificările proprietăților mecanice în timpul călirii sunt diferite de cele care însoțesc întărirea: după călire, rezistența crește cu o scădere simultană a durității, iar la revenire, rezistența scade din nou, în timp ce tenacitatea crește ușor.

Valorile proprietăților mecanice ale aliajelor de aluminiu forjat supuse diferitelor tratamente termice

Calitatea aliajului	Semifabricat	σ t, (kg / mm 2)	σ vr, (kg / mm 2)	5 10, (%)
Al 99,5	Foaie	1,5	7 — 10	22
Al-Cu4-Mg1	Foaie		18 — 24	11
Al-Zn6-Mg-Cu	tijă		18 — 28	9
Al-Mg-Si	Foaie		11 — 15	16
Al-Mg	Foaie		18 — 23	16
Al-Mg5	tijă		25 — 28	16
Al-Mg-Mn	Foaie		17 — 26	15
Al-Mn	țeavă		11 — 17	16

în stare solidă

Calitatea aliajului	Semifabricat	σ t, (kg / mm 2)	σ vr, (kg / mm 2)	5 10, (%)
Al 99,5	Foaie	11	13	4
Al-Mg-Si	Foaie	15	17	4
Al-Mg	Foaie		27	3
Al-Mg5	tijă	28	32	3
Al-Mg-Mn	Foaie	20	24	3
Al-Mn	țeavă		19	3

în stare vindecată

Calitatea aliajului	Semifabricat	σ t, (kg / mm 2)	σ vr, (kg / mm 2)	5 10, (%)	Note
Al-Cu4-Mg1	Foaie	28	43,5	10	Se întărește la temperatură normală; toate dimensiunile
Al-Cu-Ni-Mg-Fe	Forjare	26	38	4	Mici forjate și în direcția fibrelor
Al-Zn6-Mg-Cu	tijă	38	50	6	Întărire la temperatură ridicată
Al-Mg-Si	Foaie	10	20	12

Moduri de tratament termic și valori ale proprietăților mecanice ale aliajelor de aluminiu turnate

Calitatea aliajului	Casting	Metoda de tratament termic prin turnare	Temperatura de întărire (°C)	Timp de menținere la această temperatură (ore)	Temperatura de imbatranire (°C)	Durata de îmbătrânire (ore)	σ t, (kg / mm 2)	σ vr, (kg / mm 2)	55, (%)	HB
Al-Si-Cu5	În nisip				180±5	15		16		65
Al-Si-Cu5	În nisip	vindecat la cald	525±5	4	180±5	5		20		70
Al-Si-Cu5	În nisip		525 +5 -10	4	230±5	5		18	1	65
Al-Si-Cu5	Într-o formă rece	Supus îmbătrânirii artificiale			180±5	15		16		65
Al-Cu-Si5	Într-o formă rece	întărit și stabilizat	525 +5 -10	4	230±5	5		18	1	65
Al-Cu-Ni-Mg	În nisip	vindecat la cald	515±5	4 — 10	235±5	4 — 6	18	22	0,3	90
Al-Cu-Ni-Mg	Într-o formă rece	vindecat la cald	515±5	4 — 10	235±5	4 — 6	20	24	0,3	90
Al-Mg11	În nisip	temperat	435±5	15 — 20				28	9	60
Al-Si13	În nisip	Netratat termic					8	17	4	50
Al-Si13	Într-o formă rece	Recoaptă					9	20	3	55

Notă: Valorile proprietăților mecanice sunt valori minime și se referă la bare de testare special turnate.

Moduri de tratament termic al aliajelor de aluminiu forjat

formare la cald

Calitatea aliajului	Temperatura optimă (°С)
Al 99,5	380 — 500	1 — 2
Al-Cu4-Mg1	400 — 450	4 — 8
Al-Cu-Ni-Mg-Fe	420 — 470	4 — 8
Al-Zn6-Mg-Cu	440 — 460	4 — 8
Al-Mg-Si	480 — 520	2 — 4
Al-Mg	400 — 450	2 — 4
Al-Mg5	330 — 400	3 — 6
Al-Mg-Mn	400 — 450	2 — 4
Al-Mn	450 — 500	1 — 2

Recoacere completă

Calitatea aliajului	Temperatura (°C)	Timp de menținere la această temperatură (ore)	Metoda de răcire
Al 99,5	360 — 400	2 — 6	În direct
Al-Cu4-Mg1	330 — 420	1 — 6
Al-Cu-Ni-Mg-Fe	340 — 400	1 — 6	Încet în cuptor; răcire rapidă 40 - 60 de grade / h la o temperatură de 200 ° C
Al-Zn6-Mg-Cu	420 — 440	2	Încet în cuptor; răcire rapidă 30 — 50 grade/h
Al-Mg-Si	360 — 400	4 — 8	Încet în cuptor; răcire rapidă 60 - 100 de grade / h la o temperatură de 200 ° C
Al-Mg	360 — 400	2 — 4	În direct
Al-Mg5	360 — 400	2 — 4	Încet în cuptor
Al-Mg-Mn	360 — 400	1/2 — 3	În direct
Al-Mn	500 - 550 (încălzire rapidă)	1 — 4	În direct

Vindecare

Calitatea aliajului	Temperatura de întărire (°C)	Timp de menținere la această temperatură (ore)	Temperatura de imbatranire (°C)	Durata de îmbătrânire (ore)
Al-Cu4-Mg1	490 — 505	1/4 - 1, baie	La temperatura normala	5 zile
Al-Cu-Ni-Mg-Fe	520 — 540	1/2 - 1, baie	180 — 195	12 – 14 ore
Al-Zn6-Mg-Cu	465 — 475	5 - 15 minute, baie; 10 - 30 min, cuptor cu aer aer	130 — 140	16 h
Al-Mg-Si	520 — 535	1/3 - 1, baie	155 — 160	4 - 6 ore

Valorile proprietăților mecanice ale aliajelor de cupru forjat supuse diferitelor tratamente termice

Moale sau după formare la cald

Calitatea aliajului	Semifabricat	σ t, (kg / mm 2)	σ vr, (kg / mm 2)	5 10, (%)
Cu 99,5	Foaie		20	30
Cu-Sn 6	tijă	15	35	40
Doamna (alamă) 90	Foaie	8	25	40
Doamna (alamă) 70	Foaie	13	28	47
Doamna (alamă) 63	Profil de formă	12	31	40
Cu-Ni2-Si	tijă	10	25	30
Cu-Al 10-Fe-Ni	tijă	40	65	5
Cu-Be (2,0%)-Co (0,3%)	Foaie și tijă	17 — 25	42 — 52	35 — 50

în stare solidă

Calitatea aliajului	Semifabricat	σ t, (kg / mm 2)	σ vr, (kg / mm 2)	5 10, (%)
Cu 99,5	Foaie	16	30	4
Cu-Sn 6	tijă	45	50	8
Doamna (alamă) 90	Foaie	20	35	8
Doamna (alamă) 70	Foaie	30	45	15
Doamna (alamă) 63	Profil de formă	35	42	15
Cu-Be (2,0%)-Co (0,3%)	Foaie și tijă	52 — 60	63 — 70	10 — 20

TRATAMENTUL TERMICI AL CURURU ȘI ALAMA

Cupru.

Cuprul este utilizat pentru producerea de foi, benzi, sârmă prin deformare la rece. În procesul de deformare, își pierde plasticitatea și capătă elasticitate. Pierderea plasticității îngreunează întărirea, broșarea și tragerea și, în unele cazuri, face imposibilă prelucrarea ulterioară a metalului.

Pentru a elimina întărirea sau întărirea prin lucru și pentru a restabili proprietățile plastice ale cuprului, recoacerea de recristalizare se efectuează în conformitate cu regimul: încălzire la o temperatură de 450–500 ° C la o rată de 200–220 ° C / h, expunere, în funcție de configuratia si greutatea produsului, de la 0,5 la 1,5 h, racire in aer calm. Structura metalului după recoacere este formată din cristale echiaxiale, rezistență σv = 190 MPa, alungire relativă δ = 22%.

Alamă.

Un aliaj de cupru și zinc se numește alamă. Exista alama bicomponenta (simple), formata doar din cupru, zinc si unele impuritati, si alama multicomponenta (speciala), in care se introduc unul sau mai multe elemente de aliere (plumb, siliciu, cositor) pentru a da aliajului anumite elemente. proprietăți.

Alama bicomponentă, în funcție de metoda de prelucrare, se împarte în forjată și turnătorie.

alama forjată bicomponentă (L96, L90, L80, L63 etc.) are o ductilitate ridicată și este bine prelucrată prin presiune; sunt utilizate pentru fabricarea de foi, benzi, benzi, țevi, fire și bare de diferite profile.

Alama de turnătorie este folosită pentru turnarea pieselor în formă. În procesul de prelucrare la rece prin presiune, alama bicomponentă, precum cuprul, primește întărire prin lucru, în urma căreia rezistența crește și ductilitatea scade. Prin urmare, o astfel de alamă este supusă unui tratament termic - recoacere de recristalizare conform regimului: încălzire la 450-650 ° C, la o viteză de 180-200 ° C / h, expunere 1,5-2,0 h și răcire în aer nemișcat. Rezistența alamei după recoacere σ Β = 240-320 MPa, alungire relativă δ = 49-52%

Produsele din alamă cu stres intern ridicat în metal sunt predispuse la crăpare. În timpul depozitării pe termen lung în aer, pe ele se formează fisuri longitudinale și transversale. Pentru a evita acest lucru, produse depozitare pe termen lung supus recoacerii la temperaturi joase la 250-300 ° C.

Disponibilitate în multicomponent(special)latunyah elementele de aliere (mangan, staniu, nichel, plumb și siliciu) le conferă rezistență sporită, duritate și rezistență ridicată la coroziune în condiții atmosferice și în apă de mare. Alama aliată cu staniu, de exemplu, LO70-1, LA77-2 și LAN59-3-2, numită alamă marină, are cea mai mare stabilitate în apa de mare; acestea sunt utilizate în principal pentru fabricarea de piese pentru navele marine.

Conform metodei de prelucrare, alama speciale este împărțită în forjat și turnătorie. Alama forjată este folosită pentru a produce semifabricate (foi, țevi, benzi), arcuri, piese de ceas și instrumente. Alama multicomponenta turnata se foloseste la fabricarea semifabricatelor si a pieselor modelate prin turnare (elice, pale, fitinguri etc.). Proprietățile mecanice necesare ale alamei speciale sunt furnizate de tratamentul termic al acestora, ale cărui moduri sunt date în tabel. Pentru obţinerea granulelor fine, înainte de ambutirea adâncă, alamele deformabile pentru foi, benzi şi benzi sunt supuse recoacerii la o temperatură de 450-500°C.

Moduri de tratament termic pentru alama specială *

Calitatea aliajului	Scopul prelucrarii	Tip de prelucrare	Temperatura de încălzire, °C	Expunere, h
Alamă forjată
	Îndepărtarea întăririi	Recristalizare recoacerea

	eliberare de stres	recoacere scăzută
Alama turnata
	eliberare de stres	Recristalizare recoacerea

* Mediu de răcire - aer.

CONTRIBUIREA TERMICA A BRONZULUI

Bronzul este un aliaj de cupru cu staniu, plumb, siliciu, aluminiu, beriliu și alte elemente. După elementul de aliere principal, bronzurile sunt împărțite în staniu și fără cositor (special), în funcție de proprietățile mecanice - în forjat și turnătorie.

Deformabil cositor bronz clasele Br.OF8-0.3, Br.OTs4-3, Br.OTsS4-4-2.5 sunt produse sub formă de tije, benzi, sârmă pentru arcuri. Structura acestor bronzuri constă dintr-o soluție α-solidă. Principalul tip de tratament termic al bronzurilor este recoacere înaltă în funcție de regim: încălzire la 600-650 ° C, menținere la această temperatură timp de 1-2 ore și răcire rapidă. Rezistența după recoacere σ în - 350-450 MPa, alungire relativă b = 18-22%, duritate HB 70-90.

Turnătorie cositor bronz clasele Br.OTs5-5-5, Br.OSNZ-7-5-1, Br.OTsSZ,5-7-5 sunt utilizate pentru fabricarea pieselor antifricțiune (bucșe, rulmenți, căptușeli etc.). Bronzurile de staniu turnate sunt recoapte la 540-550°C timp de 60-90 minute.

Fără tablă bronz Br.5, Br.7, Br.AMts9-2, Br.KN1-3 și alte mărci au rezistență ridicată, proprietăți bune anticorozive și antifricțiune. Din aceste bronzuri sunt realizate angrenaje, bucșe, membrane și alte părți. Pentru a facilita tratamentul sub presiune, bronzurile sunt supuse omogenizării la 700-750°C, urmată de răcire rapidă. Piesele turnate cu solicitări interne sunt recoapte la 550°C cu un timp de menținere de 90-120 minute.

Cel mai des folosit în industrie dublu - aluminiu bronz clasele Br.A5, Br.A7 și bronz, aliate suplimentar cu nichel, mangan, fier și alte elemente, de exemplu Br.AZhN10-4-4. Aceste bronzuri sunt utilizate pentru o varietate de bucșe, flanșe, ghidaje de scaun, angrenaje și alte piese mici, puternic încărcate.

Bronzurile duble de aluminiu sunt supuse călirii și călirii după regim: încălzire pentru călire până la 880-900 ° C la o viteză de 180-200 ° C/h, menținând la această temperatură timp de 1,5-2 ore, răcire în apă; călirea la 400-450°C timp de 90-120 minute. Structura aliajului după călire este formată din martensită, după revenire, dintr-un amestec mecanic fin; rezistența bronzului σ in = 550 MPa, δ = 5%, duritate HB 380-400.

beriliu bronz Br.B2 este un aliaj de cupru cu beriliu. Proprietăți unice - rezistență și elasticitate ridicate cu rezistență chimică simultană, non-magnetism și capacitatea de a se întări la căldură - toate acestea fac din bronzul de beriliu un material indispensabil pentru fabricarea arcuri de ceas și instrument, membrane, contacte elastice și alte piese. Duritatea ridicată și non-magnetismul fac posibilă utilizarea bronzului ca instrument de percuție (ciocane, dalte) care nu formează scântei la lovirea cu piatră și metal. Un astfel de instrument este utilizat atunci când se lucrează în medii explozive. Bronzul Br.B2 este călit la 800-820°C cu răcire în apă, iar apoi supus îmbătrânirii artificiale la 300-350° C. În acest caz, rezistența aliajului σ Β = 1300 MPa, duritatea HRC37-40.

CONTRIBUIREA TERMICA A ALIAJURILOR DE ALUMINIU

Deformabil aluminiu aliaje împărțit în necălit prin tratament termic și întărit. LA aliaje de aluminiu întărite includ aliaje de gradul AMts2, AMg2, AMgZ, care au rezistență scăzută și ductilitate ridicată; se folosesc la produse obtinute prin ambutisare profunda, intarite prin tratament cu presiune la rece (calire).

Cele mai comune aliaje întărit tratament termic. Acestea includ duraaluminiu de clase D1, D16, D3P, care includ aluminiu, cupru, magneziu și mangan. Principalele tipuri de întărire termică a duraluminiului sunt întărirea și îmbătrânirea. Întărirea se efectuează la 505-515 ° C, urmată de răcire în apă rece. Îmbătrânirea este folosită atât natural, cât și artificial. Cu imbatranire naturala, aliajul se pastreaza 4-5 zile, cu imbatranire artificiala - 0,8-2,0 ore; temperatura de îmbătrânire - nu mai mică de 100-150°C; rezistență după prelucrare σ Β = 490 MPa, 6=14%. Aliajele D1 și D16 sunt utilizate pentru fabricarea pieselor și elementelor structurilor de construcție, precum și a produselor pentru aeronave.

Avial (AB, AVT, AVT1) este un aliaj deformabil cu ductilitate, sudabilitate și rezistență la coroziune mai mare decât duraluminiul; supus la călire în apă la 515-525 ° C și îmbătrânire: aliaje AB și AVT - natural, aliaj AVT1 - artificial la 160 ° C cu o expunere de 12-18 ore.Aviația este utilizată pentru producția de foi, țevi, lame a elicelor elicopterelor și așa mai departe.

Aliajele de aluminiu de înaltă rezistență (σ in = 550-700 MPa) B95 și B96 au o ductilitate mai mică decât duraluminiul. Tratamentul termic al acestor aliaje constă în călirea la 465-475°C cu răcire la rece sau apa fierbinteși îmbătrânire artificială la 135-145 ° C timp de 14-16 ore.Aliajele sunt utilizate în construcția de aeronave pentru structurile încărcate care funcționează perioadă lungă de timp la 100-200°C.

Aliajele de aluminiu de forjare clasele AK1, AK6, AK8 sunt supuse întăririi la 500-575 ° C cu răcire în apă curentă și îmbătrânire artificială la 150-165 ° C cu o expunere de 6-15 ore; rezistența aliajului σ Β = 380-460 MPa, alungirea relativă δ = 7-10%.

Turnătorie aluminiu aliaje numit silumi-nami. Cele mai comune aliaje întăribile la căldură sunt AL4, AL6 și AL20. Piesele turnate din aliajele AL4 și AL6 sunt stinse la 535–545°C cu răcire în apă fierbinte (60–80°C) și supuse îmbătrânirii artificiale la 175°C timp de 2-3 ore; după tratament termic σ in = 260 MPa, δ = 4-6%, duritate HB 75-80. Pentru a elibera tensiunile interne, piesele turnate din aceste aliaje sunt recoapte la 300°C timp de 5-10 ore cu răcire în aer. Aliajele rezistente la căldură din clasele AL 11 și AL20, care sunt utilizate pentru fabricarea pistoanelor, chiulaselor, cuptoarelor de cazane, care funcționează la 200–300 ° C, sunt supuse întăririi (încălzire la 535–545 ° C, menținând acest lucru. temperatura timp de 3-6 ore și răcirea în apă curentă), precum și stabilizarea vacanței la 175-180 ° C timp de 5-10 ore; după tratamentul termic σ în =300-350 MPa, δ=3-5%.

TRATAMENTUL TERMICI AL ALIEJURILOR DE MAGNEZIU SI TITAN

aliaje de magneziu.

Elementele principale din aliajele de magneziu (cu excepția magneziului) sunt aluminiul, zincul, manganul și zirconiul. Aliajele de magneziu sunt împărțite în forjate și turnate.

Deformabil magneziu aliaje clasele MA1, MA8, MA14 sunt supuse calirii termice conform regimului: incalzire pentru intarire pana la 410-415 °C, mentinere 15-18 ore, racire in aer si imbatranire artificiala la 175 °C timp de 15-16 ore; după tratamentul termic σ Β = 320~430 MPa, δ = 6-14%. Aliajele MA2, MAZ și MA5 nu sunt supuse tratamentului termic; sunt utilizate pentru fabricarea tablelor, plăcilor, profilelor și forjatelor.

Compoziție chimică turnătorii magneziu aliaje (ML4, ML5, ML12 etc.) este aproape de compoziția aliajelor deformabile, dar ductilitatea și rezistența aliajelor turnate sunt mult mai mici. Acest lucru se datorează structurii brute de turnare a aliajelor.Tratamentul termic al pieselor turnate cu îmbătrânirea ulterioară favorizează dizolvarea fazelor în exces concentrate de-a lungul limitelor de granule și o creștere a plasticității și rezistenței aliajului.

O caracteristică a aliajelor de magneziu este rata scăzută a proceselor de difuzie (transformările de fază se desfășoară lent), care necesită o expunere îndelungată pentru călire și îmbătrânire. Din acest motiv, aliajele pot fi stinse numai în aer. Îmbătrânirea aliajelor de magneziu turnat se realizează la 200-300°C; pentru întărire sunt încălzite la 380-420 ° C; dupa intarire si imbatranire σ in = 250-270 MPa.

Aliajele de magneziu pot fi folosite ca rezistente la căldură, capabile să funcționeze la temperaturi de până la 400 ° C. Datorită rezistenței specifice ridicate, aliajele de magneziu sunt utilizate pe scară largă în aviație, știința rachetelor, industria auto și electrică. Un dezavantaj major al aliajelor de magneziu este rezistența lor scăzută la coroziune într-o atmosferă umedă.

aliaje de titan.

Titanul este unul dintre cele mai importante materiale structurale moderne; are rezistență ridicată, punct de topire ridicat (1665° C), densitate scăzută (4500 kg/m3) și rezistență ridicată la coroziune chiar și în apa de mare. Pe baza de titan, se formează aliaje cu rezistență crescută, care sunt utilizate pe scară largă în aviație și rachete, inginerie energetică, construcții navale, industria chimicași alte domenii ale industriei. Principalii aditivi din aliajele de titan sunt aluminiul, molibdenul, vanadiul, manganul, cromul, staniul și fierul.

Aliajele de titan de clasele VT5, VT6-S, VT9 și VT16 sunt supuse recoacerii, întăririi și îmbătrânirii. Produsele semifabricate (tije, forjate, țevi) dintr-un aliaj aliat suplimentar cu staniu (VT5-1) sunt supuse recoacerii de recristalizare la 700–800°C pentru a elimina întărirea. Aliajele de titan din foi se recoace la 600-650° C. Durata recoacerii pentru forjare, tije si tevi este de 25-30 de minute, pentru table - 50-70 de minute.

Piesele puternic încărcate din aliaj VT14, care funcționează la o temperatură de 400°C, sunt călite cu învechire ulterioară conform regimului: temperatură de întărire 820-840°C, răcire în apă, învechire la 480-500°C timp de 12-16 ore; după întărire și îmbătrânire: σ in = 1150-1400 MPa, 6 = 6-10%, duritate HRC56-60.

Atunci când se dezvoltă o tehnologie pentru tratarea termică a cuprului și aliajelor sale, trebuie luate în considerare două dintre caracteristicile acestora: conductivitate termică ridicată și interacțiune activă cu gazele în timpul încălzirii. La încălzirea produselor subțiri și semifabricatelor, conductivitatea termică are o importanță secundară. Când produsele masive sunt încălzite, conductivitatea termică ridicată a cuprului este motivul pentru încălzirea lor mai rapidă și mai uniformă pe întreaga secțiune transversală în comparație, de exemplu, cu aliajele de titan.
Datorită conductivității termice ridicate, problemele de întărire nu apar în timpul tratamentului termic de întărire a aliajelor de cupru. Cu dimensiunile semifabricatelor și produselor utilizate în practică, acestea sunt calcinate.
Cuprul și aliajele bazate pe acesta interacționează activ cu oxigenul și vaporii de apă în timpul temperaturi ridicate, cel puțin mai intens decât aluminiul și aliajele sale.În legătură cu această caracteristică, atmosferele protectoare sunt adesea folosite în tratarea termică a semifabricatelor și a produselor din cupru și aliajele sale, în timp ce atmosferele protectoare sunt rare în tratamentul termic al aluminiu.
Recoacerea cuprului și a aliajelor sale se realizează în scopul eliminării acelor abateri de la structura de echilibru apărute în timpul solidificării sau ca urmare a acțiunii mecanice sau a tratamentului termic anterior.
Recoacerea de omogenizare consta in incalzirea lingourilor la temperatura maxima posibila, ceea ce nu determina topirea componentelor structurale ale aliajelor. Fenomenele de segregare în cupru și alamă se dezvoltă nesemnificativ, iar încălzirea lingourilor sub tratament sub presiune la cald este suficientă pentru omogenizarea lor.
Principalele aliaje de cupru care necesită recoacere de omogenizare sunt bronzurile de staniu, deoarece compozițiile fazelor lichide și solide din sistemul Cu-Sn sunt foarte diferite și, prin urmare, se dezvoltă o segregare dendritică intensă.
Ca urmare a recoacerii de omogenizare, omogenitatea structurii și compoziției chimice a lingourilor crește. Recoacere de omogenizare este una dintre conditiile pentru obtinerea unui produs final de inalta calitate.

Recoacere prin recristalizare este una dintre cele mai frecvente etape tehnologice in producerea semifabricatelor din cupru si aliaje pe baza acestuia.
Temperatura de debut a recristalizării cuprului este crescută intens de Zr, Cd, Sn, Sb, Cr, în timp ce Ni, Zn, Fe, Co au un efect redus. Creșterea temperaturii la debutul recristalizării cu prezența simultană a mai multor elemente este neaditivă, dar depășește ușor contribuția celei mai eficiente impurități. În anumite cazuri, de exemplu, atunci când plumbul și sulful sunt introduse în cupru, efectul total este mai mare decât efectele individuale. Cuprul dezoxidat de fosfor, spre deosebire de cuprul care conține oxigen, este predispus la creșterea puternică a granulelor în timpul recoacerii.Pragul de recristalizare în prezența fosforului se deplasează la temperaturi mai ridicate.
Gradul critic de deformare pentru cuprul fără oxigen cu o dimensiune a granulelor de ordinul a 2*10 in-2 cm după recoacere la 800°C timp de 6 ore este de aproximativ 1%. Impuritățile, precum fierul, cresc gradul critic de deformare, care pentru alamă este de 5-12% (Fig. 44).

Temperatura de recristalizare a alamelor este afectată și de prelucrarea anterioară, în primul rând gradul de deformare la rece și granulația formată în timpul acestei prelucrări. Deci, de exemplu, timpul înainte de începerea recristalizării alama L95 la temperaturi de 440 ° C este de 30 de minute la un grad de deformare la rece de 30% și de 1 minut la un grad de deformare de 80%.
Dimensiunea boabelor inițiale afectează procesul de cristalizare opus creșterii gradului de deformare. De exemplu, în aliajul L95 cu o dimensiune inițială a granulelor de 30 și 15 μm, recoacerea după deformare de 50% la o temperatură de 440°C duce la recristalizare după 5, respectiv 1 min. În același timp, dimensiunea inițială a granulelor nu afectează viteza de recristalizare dacă temperatura de recoacere depășește 140°C.
Pe fig. 45 prezintă date despre efectul compoziției alamei α asupra temperaturii de recoacere (grad de deformare 45% timp de recoacere 30 min), care oferă o dimensiune dată a granulelor. În aceleași condiții de deformare și recoacere, cu creșterea conținutului de zinc, dimensiunea granulelor scade, atinge un minim, apoi crește. Deci, de exemplu, după recoacere la 500°C timp de 30 min, mărimea granulelor este: în cupru 0,025 mm; în alamă cu 15% Zn 0,015 mm, iar în alamă cu 35% Zn 0,035 mm. Figura 45 arată, de asemenea, că în α-alama, boabele începe să crească relativ la temperaturi scăzuteși crește până la temperaturi de solidus.În alamele bifazate (α + β)- și speciale, creșterea boabelor, de regulă, are loc numai la temperaturi la care rămâne o fază β. De exemplu, pentru alama L59, o creștere semnificativă a cerealelor începe la recoacere peste o temperatură de 750 ° C.
Temperatura de recoacere a alamei este aleasă cu aproximativ 250–350°C mai mare decât temperatura la care începe recristalizarea (Tabelul 16).

În timpul recoacerii aliajelor de cupru care conțin 32-39% Zn la temperaturi peste tranziția α⇔α+β, se precipită faza β, ceea ce determină creșterea neuniformă a boabelor. Este de dorit să se recoace astfel de aliaje la temperaturi care nu depășesc linia de echilibru α⇔α+β a sistemului Cu-Zn. În acest sens, alama, care se află în compoziție în apropierea punctului de solubilitate maximă a zincului în cupru, ar trebui să fie recoaptă în cuptoare cu precizie ridicată de control al temperaturii și uniformitate ridicată a distribuției sale pe volumul de cupru.

Pe fig. 46 prezintă modurile optime de recoacere pentru alamele simple pe baza rezultatelor sintetizării recomandărilor tehnologice acumulate în practica internă și mondială. Există o tendință de creștere a temperaturii de recoacere completă a alamei cu o creștere a conținutului de zinc din acestea.
La alegerea modurilor de recoacere de recristalizare a alamelor, trebuie luat în considerare faptul că aliajele situate în apropierea limitei fazei α / α + β (Fig. 46), datorită solubilității variabile a zincului în cupru, pot fi întărite termic. Călirea alamelor care conțin mai mult de 34% Zn le face predispuse la îmbătrânire (Fig. 47), iar capacitatea de întărire în timpul îmbătrânirii crește odată cu creșterea conținutului de zinc până la 42%. Aplicație practică acest tip de călire termică a alamei nu a fost găsit. Cu toate acestea, viteza de răcire a alamei de tip L63 după recoacere de recristalizare afectează proprietățile mecanice ale acestora. Posibilitatea de descompunere a soluțiilor suprasaturate în α-alama care conține mai mult de 34% Zn, și în α+β-alama, trebuie de asemenea luată în considerare la alegerea regimurilor de recoacere pentru reducerea tensiunilor. Deformarea puternică la rece poate accelera descompunerea soluțiilor suprasaturate α și β în timpul recoacerii.

Conform literaturii de specialitate, temperatura de începere a recristalizării alamei L63 variază de la 250 la 480 ° C. Cea mai fină structură granulată din aliajul L63 se formează după recoacere la temperaturi de 300-400 ° C. Cu cât este mai mare gradul de anterioare. deformare la rece, cu cât dimensiunea boabelor recristalizate este mai mică și duritatea este mai mare (Fig. 48) în aceleași condiții de recoacere.
Calitatea materialului recoapt este determinată nu numai de acesta proprietăți mecanice, dar și mărimea bobului recristalizat. Dimensiunea granulelor într-o structură complet recristalizată este destul de uniformă. În modurile de recoacere de recristalizare setate incorect, în structură se găsesc în mod clar două grupuri de boabe de dimensiuni diferite. Această așa-numită structură dublă este deosebit de nedorită în operațiunile de ambutisare adâncă, îndoire sau lustruire și gravare pe piesa de prelucrat.

Odată cu creșterea mărimii granulelor până la o anumită limită, formabilitatea alamei se îmbunătățește, dar calitatea suprafeței se deteriorează. Pe suprafața produsului cu granulație mai mare de 40 de microni se observă o rugozitate caracteristică „coajă de portocală”.

Etapele evoluției structurii deformate sunt prelungite semnificativ în timp și de aceea pare posibilă obținerea unei structuri recristalizate parțial sau complet cu granule fine prin variarea timpului de recoacere. Produsele semifabricate cu o structură incomplet recristalizată cu o granulație foarte mică sunt ștanțate fără formarea unei „coji de portocală”.
Recoacerea incompletă, a cărei durată este determinată de gradul de deformare preliminară, se efectuează în intervalul 250-400 ° C. Pentru a respecta regimul tehnologic exact, o astfel de recoacere trebuie efectuată în cuptoare de broșare, unde temperatura de lucruși timpul de expunere (viteza de desenare).
Recoacere incompletă este utilizată în principal pentru a reduce tensiunile reziduale, care pot duce la așa-numita „fisurare sezonieră”. Acest tip de coroziune, inerentă alamei cu un conținut de peste 15% Zn, constă în dezvoltarea treptată a fisurilor intergranulare sub acțiunea simultană a tensiunilor (reziduale și aplicate) și a unor reactivi chimici specifici (de exemplu, soluții și vapori de amoniac). , soluții de săruri de mercur, anhidridă sulfurică umedă, diverse amine etc.). Se crede că sensibilitatea alamelor la fisurarea sezonieră se datorează mai mult neomogenității tensiunilor decât valorii lor absolute.
Eficacitatea recoacerii pentru reducerea tensiunilor reziduale este verificată prin testarea probei de mercur. Metoda testului de descompunere a mercurului oferă o evaluare calitativă a prezenței tensiunilor reziduale. Se bazează pe comportamentul diferit al materialului solicitat și nesolicitat atunci când este expus la nitrat de mercur. În timpul testului, pe materialul solicitat apar fisuri longitudinale și transversale, vizibile cu ochiul liber. Acestea apar în locuri de tensiuni de tracțiune, care pot provoca distrugerea produsului în exploatare sau în timpul depozitării ca urmare a fisurării coroziunii.
În fig. 46 și în tabel. 16.

WikiHow monitorizează cu atenție munca editorilor pentru a se asigura că fiecare articol îndeplinește standardele noastre înalte de calitate.

Datorită recoacerii, cuprul devine mai moale și mai ductil, după care se îndoaie ușor. Acest lucru permite ca metalul să fie forjat și modelat în forma dorită fără a-l rupe. Puteți recoa cuprul de orice calitate și grosime, atâta timp cât aveți un arzător suficient de puternic. Cel mai simplu mod de a recoa cuprul este să-l încălziți cu o torță de oxiacetilenă și apoi să-l răciți rapid în apă.

Pași

Partea 1

Pregătirea pentru recoacere

Purtați ochelari de protecție înainte de a lucra la arzător. La manipularea flăcării deschise trebuie purtați ochelari de protecție. Purtați ochelari de protecție cu un nivel de umbră de cel puțin 4 pentru a vă proteja în mod adecvat ochii de lumina strălucitoare a flăcării acetilenei. Dacă te uiți la flacăra unei torțe de acetilenă fără ochelari de protecție, îți poți deteriora grav ochii.

Ochelarii de protecție utilizați pentru recoacere, tăiere cu arc și sudare sunt evaluați pe o scară de la 2 la 14, unde 2 este cel mai puțin colorat și 14 este cel mai întunecat ochelari. O lanternă de acetilenă dă o flacără mult mai puțin strălucitoare decât o lanternă de sudură, așa că ochelarii ușor colorați sunt suficiente pentru a proteja ochii.
Dacă nu aveți ochelari de protecție, cumpărați-i de la un magazin de hardware sau de sudură.

Călirea metalului vă permite să faceți unele modificări în structura acestuia, făcându-l mai moale sau invers dur. La întărire, foarte mult depinde nu numai de încălzirea în sine, ci și de procesul și timpul de răcire. Practic, producătorii întăresc oțelul, făcând produsul mai durabil, totuși, călirea cuprului se poate face și dacă este nevoie.

Călirea cuprului - proces de fabricație

Cuprul este întărit prin metoda de recoacere. În timpul tratamentului termic, cuprul poate fi făcut mai moale sau mai dur, în funcție de ceea ce va fi folosit. Cu toate acestea, este important să ne amintim că modul în care este stins cuprul este semnificativ diferit de modul în care este stins oțelul.

Întărirea cuprului are loc în timpul răcirii lente în aer. Dacă este necesar să se obțină o structură mai moale, atunci întărirea se realizează prin răcirea rapidă a metalului în apă imediat după încălzire. Dacă doriți să obțineți un metal foarte moale, atunci ar trebui să încălziți cuprul la roșu (acesta este de aproximativ 600 °), apoi să-l coborâți în apă. După ce produsul a trecut prin procesul de deformare și a dobândit forma dorită, acesta poate fi încălzit din nou la 400 ° și apoi lăsat să se răcească în aer.

Instalație de întărire a cuprului

Întărirea cuprului se realizează în echipamente speciale concepute pentru aceasta. Există mai multe tipuri de plante de călire, dar cea mai populară astăzi a devenit echipamente de inducție. Instalația de inducție este excelentă pentru întărirea cuprului, permițându-vă să obțineți un produs Calitate superioară. Datorită automatizate software Echipament HDTV, este configurat cu o precizie ridicată, ceea ce indică timpul de încălzire, temperatura, precum și metoda de răcire a metalului.

Dacă întreprinderea se întărește constant produse metalice, cel mai bine este să acordați atenție complex special echipament conceput pentru o întărire rapidă confortabilă. Complexul de întărire ELSIT are de toate echipamentul necesar pentru durificare HDTV. Setul complexului de călire include: o unitate de inducție, o mașină de călire, un manipulator și un modul de răcire. Dacă clientul trebuie să întărească produse cu forme diferite, atunci în pachetul complexului de întărire poate fi inclus un set de inductori de diferite dimensiuni.