Основным упрочнителем при старении сплавов Аl-Сu-Мg с соотношением концентраций Сu:Мg>8:1 служит фаза СuАl2, а при старении сплавов с отношением этих концентраций 8:1—4:1 два соединения СuАl2 и СuМgАl2. При изменении отношения от 4:1 до 1,5:1 свойства сплавов определяются фазой СuМgАl2, а при дальнейшем уменьшении отношения — в основном фазой СuМg4Аl6. В тех сплавах, где упрочнение обусловлено образованием СuАl2, малые добавки магния (0,1;%) ускоряют старение и нейтрализуют тормозящий эффект железа. Подробно изучены изменения свойств и структуры при старении сплавов, содержащих фазу СuМgАl2 вместе (или при отсутствии) с фазой СuАl2. Согласно довольно ограниченной информации по сплавам, содержащим фазу СuМgАl6, упрочнение этих материалов при старении не столь велико; сведения о механизме и кинетике процесса отсутствуют.
Процесс выделения в сплавах системы Аl—Сu—Мg при отношении Сu:Мg≥2 начинается с зон ГП —сегрегации атомов меди и магния по плоскостям (210)Al диаметром до 16 Ǻ. Преимущественными местами выделения служат дефекты упаковки. Увеличение объема в начальной стадии старения и последующее его уменьшение объясняют соответственно образованием разупорядоченных зон и их упорядочением. Зоны с упорядоченной структурой, обозначаемые также S", растут в виде цилиндров в направлении [100], все еще сохраняя когерентность с матрицей. Перегруппировка атомов в зонах S" в конечном итоге приводит к образованию промежуточной S'-фазы. Она имеет орторомбическую решетку с параметрами а = 4,05 Ǻ, b = 9,06 Ǻ и с=7,20 Ǻ. Оставаясь когерентной с матрицей, во всяком случае в направлениях а и b, S'-фаза может расти до толщины более 100 Ǻ. Рост S'-фазы продолжается до момента потери когерентности с матрицей и образования S-фазы (СuМgАl2). Образование зон сопровождается поглощением, а формирование остальных продуктов распада — выделением тепла.
РЕНТГЕНОГРАФИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ РАСПАДА ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ (СТАРЕНИЯ СПЛАВОВ) (Русаков «Ренгенография»)
Большую роль в исследовании старения играют рентгенографические методы, с помощью которых были получены данные о наиболее трудной для наблюдения начальной стадии старения.
Сплав способен испытывать старение только в том случае, если растворимость какого - либо компонента в нем уменьшается с понижением температуры. тогда закалкой можно зафиксировать однофазный твердый раствор, но по отношению к комнатной температуре он будет пересыщенным. Пересыщенные твердые растворы могут распадаться при комнатной температуре (например, сплавы Аl —Сu, Аl—Сu—Si). Другие сплавы распадаются только при повышенной температуре (например, сплав Сu — Ве при 150°, сплав Мо —Fе – 550°).
Распад, происходящий при комнатной температуре, называется естественным старением, при повышенной температуре, — искусственным.
Старение сопровождается изменением механических и физических свойств сплавов: повышается твердость, предел прочности, уменьшается относительное удлинение, увеличивается электросопротивление и т. д.
Микроскопические исследования показывают, что выделяющаяся фаза крайне дисперсна, ее нельзя заметить под световым микроскопом. Первоначально наиболее полные данные о процессе старения были получены на основе рентгеноструктурных исследований. Однако развитие метода просвечивающей электронной микроскопии изменило роль рентгеновских методов, которая теперь сводится к детальному изучению структуры выделений в двойных сплавах и к исследованию сложных структур в тройных и других многокомпонентных сплавах. Рентгенографические исследования проводятся на поли- и монокристаллических образцах.
ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ОБРАЗЦОВ
Метод порошков применяется в основном для наблюдения за изменением периодов решетки закаленных твердых растворов в процессе их старения. Обнаружить выделяющуюся в процессе распада твердого раствора фазу можно лишь на поздних стадиях старения. Иногда это удается сделать раньше, чем при исследовании выделяющейся фазы под световым микроскопом. Так, например, при исследовании старения сплава Аl -Сu наблюдали появление на рентгенограмме интерференционных линий от q-фазы (СuАl2) после старения в течение 200 ч при 150°С, в то время как под световым микроскопом выделения этой фазы наблюдаются только при отпуске сплава при 250° С.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.