Реферат на тему Термическая обработка алюминиевых сплавов

Содержание:

Введение. 2

Обозначение режимов
термообработки сплавов алюминия. 3

Закалка. 6

Отжиг. 11

Старение. 17

Заключение. 20

Список используемой литературы.. 21

Введение:

Алюминий
и его сплавы занимают первое место по объему производства среди цветных
металлов. Одной из основных областей применения алюминиевых сплавов, наряду с
авиационно-космической техникой, электротехникой, пищевой промышленностью,
машиностроением, является их использование в строительных конструкциях.

В
качестве основных преимуществ применения в строительстве алюминиевых сплавов по
сравнению со сплавами на основе железа (сталями и чугунами) является более
низкая плотность (2,7 г/см3 (Al) против 7,8 г/см3 (Fe)), высокая удельная
прочность (s/gr), коррозионная стойкость, тепло- и электропроводность (в 3–4
раза выше чем у железа), хладостойкость, технологичность в изготовлении
(технологическая пластичность, и в ряде случаев свариваемость). Но при этом
алюминий и его сплавы по сравнению со сплавами железа имеют более высокую
стоимость (примерно в 5–6 раз дороже), низкий модуль упругости (в 3 раза
меньше, чем у железа) и предел выносливости при знакопеременных нагрузках, что
ограничивает объемы их использования в конструкциях.

Примерные
режимы термической обработки алюминиевых литейных сплавов.

Закалка:
температура нагрева около 500"; выдержка 2—20 часов; охлаждающая среда —
вода при температуре 50—100°.

Отжиг,
отпуск и старение: температура нагрева 150—350°; выдержка 2—50 часов;
охлаждающая среда — печь до 80° затем воздух.

Конкретные
режимы термической обработки уточняются для каждого алюминиевого литейного
сплава в отдельности.

Целью
данного реферата является изучение термической обработки алюминиевых сплавов.

Заключение:

Итак,
изделия из алюминиевых литейных сплавов в большинстве случаев подвергаются
тепловой (термической) обработке. Характер и режим обработки зависят от марки
сплава, способа изготовления изделия и его назначения.

Алюминиевые
сплавы подвергаются трем видам термической обработки: отжигу, закалке и
старению.

Отжиг
применяется для восстановления либо повышения пластичности изделий, а также для
придания требуемых свойств (в том числе для полного снятия упрочнения) после
литья или закалки.

Закалка производится
с целью максимального упрочнения деталей за счет содержащихся в алюминиевом
сплаве легирующих добавок и модификаторов. Режим закалки состоит из нагрева
деталей и последующего их охлаждения.

После
закалки алюминиевые сплавы подвергают старению, которое представляет собой
длительную выдержку закаленных изделий при относительно низких температурах,
когда происходит дополнительное повышение прочности алюминиевых сплавов.

Сплавы
алюминиевые деформируемые разделяются на две группы:

· термически упрочняемые;

· термически не упрочняемые.

Характер
термической обработки для сплавов термически упрочняемых в общем виде примерно
такой же, что и для сплавов литейных.

Фрагмент текста работы:

Обозначение режимов
термообработки сплавов алюминия

Алюминиевые
сплавы разделяют на две основные группы по применимым режимам термообработки.

Сплавы,
не способные к упрочнению при термообработке. Увеличение прочности таких
сплавов достигают путем холодной деформации (прокатка, экструдирование и т.д.)
и назывыется нагартовкой или деформационное упрочнением, а упрочненный сплав
называют нагартованным. В англоязычной терминологии может применятся название —
work hardening alloys. Механически нагартованные полуфабрикаты обозначают
буквой Н.

Сплавы,
упрочняемые термообработкой. Ряд сплавов увеличивают прочность / механические
свойства после закалки с последующим охлаждением и естественным или
искусственным старением. Такая термообработка обозначается буквой Т.

Термическая
обработка твердого раствора (сплава) — процесс нагрева алюминия до заданной
температуры в течение заданного времени, а затем быстрое охлаждение, обычно
путем закалки в воду. Вода для закалки может подогреваться для уменьшения
поводок и деформации полуфабрикатов.

Естественное
старение (T1, T2, T3, T4) — процесс, который происходит самопроизвольно при
нормальной (25С) температуре, пока металл не достигнет стабильного состояния.
Это упрочняет алюминиевый сплав после термической обработки.

Искусственное
старение (T5, T6, T9) — процесс нагрева в течение заданного периода (2-30
часов) при определенной температуре (100-200ºC) до тех пор, пока металл не
достигнет стабильного состояния. Это увеличивает прочность после термической
обработки сплава быстрее, чем естественное старение и в большей степени[1].

Деформационное
упрочнение (нагартовка) H14 — Общий термин для процессов, которые увеличивают
прочность алюминия и снижают пластичность (например, прокатка, волочение,
прессование, штамповка).

Частичный
отжиг (H24) — процесс нагрева, который снижает прочность и увеличивает
пластичность алюминия после деформационного упрочнения. Иногда называется
отпуском.

Стабилизация
(H34) — низкотемпературная термическая обработка или нагрев при производстве,
которое стабилизирует механические свойства. Этот процесс обычно улучшает
пластичность и применяется только к тем сплавам, которые без стабилизации
постепенно стареют при комнатной температуре (то есть, не подвергаются
термической обработке). Целью стабилизации является снятие остаточного
внутреннего напряжения в металле. В основном используется для сплавов серии
5000 или АМг.

Деформационно упрочненные

H –
обозначает механическое (деформационное) упрочнение; первая цифра обозначает
вид термообработки, вторая – степень твердости и прочности:

Н1 –
деформационное упрочнение без термообработки;

Н2 –
деформационное упрочнение и частичный отжиг;

Н3 –
деформационное упрочнение с стабилизационный отжиг при низкой температуру;

Н4 –
деформационное упрочнение с последущим покрытием или покраской, при которых
возможен частичный отжиг;

вторая цифра( х –
первая):

Нх2 – ¼
твердости;

Нх4 – ½
твердости;

Нх6 – ¾
твердости;

Нх8 –
полная твердость;

Нх9 –
повышенная твердость;

Обозначение
нагартованного плоского проката

Н111 –
деформационное упрочнение при прокатке, но меньшее, чем при H11;

Н112 –
частичный отжиг после деформационного упрочнения, степень деформационного
упрочнения и термообработки не контролируется; гарантируется предел прочности;

Н321 –
деформационное упрочнение меньшее, чем при H321;

Н323 –
вариант H32, деформационное упрочнение с последующим отжигом для увеличения
стойкости к коррозионному растрескиванию под напряжением;

H34 – стабилизированный,
полутвердый — низкотемпературная термическая обработка или тепло, вводимое в процессе
производства, которое стабилизирует механические свойства и снимает остаточное
внутреннее напряжение, обычно улучшает пластичность. Применяется только для
сплавов, которые, если не стабилизированы, постепенно размягчаются при
комнатной температуре.

H343 –
вариант H34, для увеличения стойкости к коррозионному растрескиванию под
напряжением;

Н115 –
броневые плиты;

Н116 –
специальный отжиг для повышения стойкости к коррозии.

Закалка
или обработка на твердый раствор состоит в нагреве литых или деформированных
полуфабрикатов до соответствующей температуры, выдержке при этой температуре,
продолжительность которой достаточна для перехода составляющих в твердый
раствор, и быстром охлаждении для фиксации твердого раствора. У некоторых
сплавов серии 6000 необходимые механические свойства достигаются либо при
охлаждении с печью от температуры нагрева под закалку, либо при охлаждении от
температур горячей деформации со скоростью, достаточной для того, чтобы
избежать распада твердого раствора, что аналогично операции закалки. В таких
случаях для дифференциации соответствующих состояний используют обозначения Т3,
Т4, Т6, Т7, Т8 и Т9. [1] Меркулова Г.А. Металловедение и
термическая обработка цветных металлов, Красноярск, 2007 г.