Для изучения влияния температуры на свойства алюминиевых сплавов выбран сплав 1160 (Д 16) (хим.состав % веc.: 4,76 Cu - 0,79 Мn - 1,39 Mg - 0,4 Fe - 0,29 Si - 0,10 Zn -0,045 Ni - 0,05 Ti) и поставлен эксперимент, который заключался в реализации выдержки сплава различной продолжительности при температуре 250 °С и последующем определении свойств, как при комнатной температуре, так и при температуре 250 °С. Исследованиям подвергались прессованные прутки диаметром 50 мм после закалки и естественного старения. Время выдержки при температуре 250 °С составляло 5 мин, 30 мин, 3, 8 и 30 часов.
Установлено, что свойства сплава, определяемые при комнатной температуре, с увеличением выдержки при температуре 250 °С меняются немонотонно. Уже после пятиминутной выдержки наблюдается резкое снижение пределов прочности и текучести, а также рост пластичности. Так sв снижается ~ 80 МПа, а относительное удлинение увеличивается с 15% (исходное состояние) до 24%.
Дальнейшее увеличение выдержки (до 30 минут) приводит к противоположным результатам: растет прочность, а пластичность падает. После указанного подъема прочности свойств наблюдается немонотонное снижение (sв снижается до 360 МПа, s0,2 до 270 МПа). Для сравнения укажем, что исходные значения (до нагрева и выдержки при 250 °С) составляли sв - 535 МПа, s0,2 - 390 МПа. Пластичность сплава также монотонно снижается до значения 8% (исходная пластичность сплава - 15%).
Установленный характер изменения свойств можно объяснить тем, что при кратковременных выдержках при температуре 250 °С активно идет процесс растворения зон Гинье-Престона, что приводит к снижению прочностных свойств и росту пластичности. Последующий рост прочности связан с началом выделения метастабильных фаз типа CuAl2 и Al2CuMg. Дальнейшее разупрочнение вызвано процессом коагуляции выделившихся частиц упрочняющих фаз. Описанная картина структурных изменений подтверждается данными рентгеновских и электронно-микроскопических исследований.
Кинетика изменения свойств сплава 1160 в процессе выдержки при температуре 250 °С исследовалась и непосредственно при испытаниях при 250 °С. В последнем случае с увеличением выдержки установлено монотонное снижение прочностных свойств сплава и рост его пластичности. Отсутствует установленный ранее для случая испытаний при комнатной температуре провал прочностных свойств при кратковременных выдержках. Имеет место уменьшение предела прочности и предела текучести от 325 МПа и 290 МПа (в исходном состоянии) до 210 МПа и 190 МПа (после 30 часовой выдержки); рост относительного удлинения составил от 12,5% до 16%.
Cовершенствованиe термической обработки алюминиевых сплавов, с целью улучшения их работоспособности при повышенных температурах, должно обеспечивать увеличение устойчивости зонных выделений к растворению, а также замедление процессов коагуляционного характера.