Другое преимущество предлагаемого метода заключается в более рациональном решении вопроса о выборе легирующих добавок при конструировании жаропрочных сплавов на различных основах. Известно, что легирующие элементы способны изменять растворимость водорода в алюминии, чем будет обусловлено различное снижение пластичности после нагрева при 200 - 300°С. Наиболее перспективными для повышения жаропрочности будут те элементы, которые уменьшают растворимость водорода и хрупкость второго вида. С учетом этого был разработан сплав на основе алюминий-магний, отличающийся более высокой жаропрочностью по сравнению с известными аналогами.
Подобные выводы можно сделать и для процессов, развивающихся при определении некоторых других служебных свойств. Так, значительное влияние условия приготовления сплавов, изменяющие содержание водорода и интенсивность охрупчивания, оказывают на свариваемость. Замечено, что чем сильнее развивается провал пластичности после нагрева в интервале 200 - 300°С, тем сильнее образуется пористость при сварке узлов из одного и того же сплава. Например, предварительное наводороживание закаленного сплава АМг6Лч в течение 0,5 - 1,5 ч усиливает снижение пластичности после нагрева при 250°С до 1 - 1,5% и практически переводит его в раздел несвариваемых. Сварные соединения в этом случае получены с развитой зоной пористости и прочности, не удовлетворяющей техническим требованиям.
Проведение выплавки сплавов Аl - Si с наводороживанием расплава приводит к диспергированию кремнистой фазы и общему модифицированию. Однако, после нагрева при 200 - 300°С в их микроструктуре наблюдается наибольшее количество выделений, усиливающих хрупкость. При сварке сплавов зона пористости увеличивается, а общая прочность сварного соединения снижается.
Применение различных приемов, уменьшающих содержание водорода, позволяет уменьшить или полностью устранить образование пористости. Например, в сплаве Аl -11 %Si за счет рафинирования фторопластом С2F4 можно уменьшить количество выделений после нагрева при 250°С и пористость в зоне термического влияния сварного шва. Наиболее полная дегазация сплава АМг6Лч путем кристаллизации с приложением давления устраняет водородную хрупкость в интервале 200 - 300°С и пористость в сварном шве.
Существует также связь между провалом пластичности и другими свойствами, что будет рассмотрено ниже. Вторым направлением, которое может повысить эффективность упрочнения сплавов при термической обработке, является разработка таких режимов, которые предусматривают предварительное наводороживание перед старением сплавов.
Известно, что обычно сплавы АКб, В95, АВ подвергают закалке с температур 465 -525°С в воду и последующему старению при 135 -165°С в течение 6-16 ч. Недостатком такого способа является то, что нужный уровень механических свойств достигается за длительный промежуток времени и требует довольно высокого нагрева при старении.
Целью разработанного способа являлось сокращение времени и снижение температуры старения сплавов с сохранением уровня получаемых свойств.
Поставленная цель достигается тем, что в известном способе, включающем закалку и старение, непосредственно перед старением проводят электролитическое наводороживание.
Операцию старения проводят сразу же после наводороживания, чтобы водород не успел покинуть сплав. Увеличение содержания водорода в сплаве приводит к ускорению процесса распада пересыщенного твердого раствора. Предлагаемый способ опробован на промышленных деформируемых сплавах АК6, В95, АВ. Приготовление указанных сплавов осуществлялось согласно принятой технологии. Образцы из них подвергали закалке с температур 465 - 525°С с выдержкой 40-60 мин., электролитически наводороживали в 20%-ном растворе H2SO4 при плотности тока 0,15-0,3 А/мм2 в течение 0,5-1,5 ч. и немедленно проводили операцию старения при температурах 100-165°С в течение 1-7 ч. После термообработки сплавов проводили механические испытания. Полученные данные сведены в табл. 3.33 - 3.35. Видно, что использование предлагаемого способа позволяет сократить время старения сплавов в 2 - 6 раз, снизить температуру старения на 35 - 65 °С с одновременным сохранением или повышением (на 2,0 - 11,0%) прочности. Причиной такого упрочнения является образование большего количества зародышей новой фазы на ранних стадиях, когда охрупчивание еще не произошло, т.е. при температурах до 200°С.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.