Автор статьи
Валерия
Эксперт по сдаче вступительных испытаний в ВУЗах
Объясните механизм старения алюминиевых сплавов.
Старение представляет собой выдержку закаленного сплава при некоторых (относительно низких) температурах, при которых начинается распад пересыщенного твердого раствора или в твердом растворе происходят структурные изменения, являющиеся подготовкой к распаду. Цель старения — дополнительное повышение прочности закаленных сплавов. Сильная пересыщенность твердого раствора в закаленном сплаве обусловливает его термодинамическую нестабильность. Распад твердого раствора, приближающий фазовое состояние к равновесному, следовательно, к уменьшению свободной энергии, является самопроизвольно идущим процессом. Во многих закаленных алюминиевых сплавах подготовительные стадии распада, а иногда и начало собственно распада проходят без специального нагрева, при вылеживании в естественных условиях в цехе, на складе или в другом помещении, в котором хранятся изделия, где температуры обычно находятся в пределах от 0 до 30°С. В некоторых алюминиевых сплавах (Аl-Cu-Mn) подготовка к распаду и начальные стадии распада происходят лишь при нагреве закаленного сплава до температур 100…200°С. Смысл этого нагрева — термическая активация диффузионных процессов. Выдержку закаленных алюминиевых сплавов в естественных условиях (при температуре окружающей среды), которая приводит к определенным изменениям структуры и свойств (прочность, как правило, повышается), называют естественным старением. Нагрев закаленных алюминиевых сплавов до относительно невысоких температур (ниже сольвуса) и выдержку при этих температурах (в пределах от нескольких часов до нескольких десятков часов) называют искусственным старением. Основные структурные изменения при старении сводятся к разным этапам распада пересыщенного твердого раствора, полученного в результате закалки сплава. Так как распад пересыщенного раствора является диффузионным процессом, то степень распада, тип выделений из раствора, их дисперсность, форма и другие структурные характеристики зависят от температуры и продолжительности старения и, конечно, от природы сплава, его химического состава. Кроме того, на структуру состаренного сплава влияют примеси, температура нагрева и скорость охлаждения при закалке, пластическая деформация перед закалкой и после закалки (перед старением), продолжительность вылеживания закаленного сплава при комнатной температуре перед искусственным старением и многие другие факторы. Стадии распада пересыщенного твердого раствора в различных алюминиевых сплавах показаны в таблице 1. Таблица 1 – Стадии распада пересыщенного твердого раствора| Система легирования | Стадии распада |
| Al-Cu | a ®зоны ГП®q»(зоны ГП2) ®q’® q (А12Сu) |
| Al-Cu-Mg | a ® зоны ГП ®S»® S’® S (AlCuMg): |
| Al-Zn-Mg | a® зоны ГП ®h’®h®T (Al2Mg3Zn3): |
| Al-Mg-Si | a® зоны ГП ® b’®b (Mg2Si) |
| Al-Li | a ®d’ (Al3Li) ® d (AlLi) |
О сайте
Ссылка на первоисточник:
https://www.nvprofi.ru
Поделитесь в соцсетях: