Для изучения влияния термической обработки на поведение сплава 1160 при повышенных температурах 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 различных вариантов термической обработки. Варианты термической обработки следующие:
1 - закалка и естественное старение;
2 - трехкратная закалка и естественное старение;
3 - закалка и искусственное старение (190 °С, 6 часов);
4 - трехкратная закалка и искусственное старение (190 °С, 2 часа);
5 - закалка и ступенчатое старение (1 ступень - 190 °С, 6 часов; 2 ступень - 320 °С, 3 минуты, охлаждение в воде; 3 ступень - 190 °С, 1 час).
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, текучести и твердости, а также рост пластичности. Так после режима № 1 sв снижается ~ на 80 МПа, HV ~ на 130 МПа, а относительное удлинение увеличивается с 15% (исходное состояние) до 24%.
Дальнейшее увеличение выдержки до 30 минут приводит к росту прочности и падению пластичности. После указанного подъема прочностных свойств наблюдается их монотонное снижение вплоть до 30 часовой выдержки (sв снижается до 360 МПа, s0,2 до 270 МПа, HV - до 1000 МПа - режим термической обработки № 1). Для сравнения укажем, что исходные значения (до нагрева и выдержки при 250 °С) составляли sв - 535 МПа, s0,2 - 390 МПа, HV - 1440 МПа.
Выявленный характер изменения свойств должен учитываться при анализе возможности эксплуатации изделий при повышенных температурах. Особо опасными следует считать кратковременные выдержки, а также значительные выдержки более 3 часов. Анализ значений s0,2, sв, HV и d сплава с различными режимами обработки после 5 минут и 30 часов выдержки при 250 °С показал, что режим №5 обеспечивает наилучшие результаты. После 30 часовой выдержки сплав имел sв - 395 МПа, s0,2 - 285 МПа, HV - 1075 МПа. Аналогично и при определении свойств непосредственно при температуре 250 °С установлено, что данный режим обеспечивает наименьшее разупрочнение сплава.
Таким образом, режим термической обработки сплава 1160 со ступенчатым старением может быть рекомендован при необходимости сохранения прочностных свойств при повышенных температурах. В дальнейших исследованиях целесообразно уточнить температурные и временные параметры второй ступени старения, а также исследовать возможность отказа от третьей ступени старения и реализации соответствующих ей структурных превращений на стадии эксплуатационного нагрева.
Библиографическая ссылка
Муратов В.С., Азизов М.Д. ВЛИЯНИЕ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ НА СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ ПРИ ПОВЫШЕННОЙ ТЕМПЕРАТУРЕ // Успехи современного естествознания. – 2006. – № 10. – С. 98-98;URL: https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=11661 (дата обращения: 14.12.2024).