Термическую обработку применяют для снижения остаточных напряжений в изделиях, рекристаллизации деформированных полуфабрикатов, уменьшения внутрикристаллической ликвидации в слитках или отливках. Соответствующие операции термической обработки являются разновидностями отжига: отжиг (нагрев) для снижения остаточных напряжений, рекристализационный отжиг, диффузионный отжиг.
18) Термическая обработка сплавов с переменной растворимостью компонентов в твердом состоянии. Характерная диаграмма состояния сплава, её фазовый и структурный анализ. Упрочняющая термическая обработка сплава. Изменение механических свойств сплава в зависимости от температуры и времени старения.
Переменная растворимость компонентов в твёрдом состоянии даёт возможность значительно упрочнять сплавы путём термической обработки. Это привело к широкому использованию сплавов этого типа – стареющих сплавов – в качестве конструкционных материалов повышенной и высокой прочности. Сплавы – на алюминиевой, медной, железной, никелевой, кобальтовой, титановой и других основах.
Сущность упрочняющей термической обработки стареющих сплавов заключается в образовании дисперсной структуры, которая образуется в результате термической обработки, состоящей из двух операций – закалки и старения (выделения вторичной фазы из пересыщенного твёрдого раствора).
Старение, происходящее при повышенных температурах, называют искусственным. В сплавах на основе низкоплавких металлов старение может проходить при температуре 20 – 25оС в процессе выдержки после закалки; такое старение называют естественным.
При старении уменьшается концентрация пересыщенного компонента в твёрдом растворе; этот компонент расходуется на образование выделений.
^ Тип выделений, их размер и характер сопряжённости с решёткой твёрдого раствора зависят как от вида сплава, так и от условий старения, т.е.температуры и времени выдержки.
Если время выдержки достаточно велико, происходит коагуляция стабильных кристаллов. Коагуляциейназывают рост кристаллов той фазы, которая распределена в виде включений в основе сплава.
Степень упрочнения при старении может быть очень высокой. Так, твёрдость и временное сопротивление дюралюминов при оптимальных условиях старения увеличиваются в 2 раза, в бериллиевых бронзах - в 3 раза.
Термическую обработку, приводящую к получению стабильной структуры (после коагуляции и сфероидезации), называют стабилизацией; термин подчёркивает получение более устойчивой структуры при возможном нагреве сплава в условиях эксплуатации.