Главная / Теория термической обработки металлов / Отжиг второго рода / Отжиг цветных металлов и сплавов / Гетерогенизирующий отжиг для повышения коррозионной стойкости

Гетерогенизирующий отжиг для повышения коррозионной стойкости

Если двухфазная структура с определенной степенью дисперсности и оптимальным распределением частиц избыточной фазы обеспечивает повышенную стойкость против коррозии, то такую структуру получают гетерогенизирующим отжигом.

Например, максимальную стойкость против коррозии под напряжением магналия марки АМг6 обеспечивает двухфазная структура, в которой β-фаза (Al3Mg2) равномерно распределена в зернах алюминиевого раствора. Этого достигают гетерогенизирующим отжигом магналия при 320 °С перед последней холодной нагартовкой.

Явление перегрева в литых сплавах

Границы зерен в технических литых сплавах весьма стабильны. В однофазном литом сплаве при нагреве зерно практически не укрупняется.

Фазовый наклеп, возникающий при растворении одной фазы в другой, в принципе способен нарушить стабильность границ и вызвать рост зерна матричной фазы.

В термически упрочняемых алюминиевых, магниевых и медных сплавах количество вторых фаз относительно мало, и объемные изменения при растворении этих фаз не приводят к достаточно сильному фазовому наклепу. Поэтому в этих сплавах в литом состоянии нагрев при переходе через границу растворимости в однофазную область, за редкими исключениями, не приводит к сильному росту зерна основного твердого раствора.


Диаграмма состояния Cu — Zn

Диаграмма состояния Cu — Zn

В скобках указаны % (по массе)


Особый случай представляет (α + β)-латунь. После нагрева до температур выше температуры полного перехода из (α + β)- в β-состояние возможен сильный перегрев (рост зерна), причем иногда β-зерна достигают нескольких сантиметров в диаметре Условия для роста зерна при нагреве литой (α + β)-латуни обеспечиваются фазовым переходом из (α + β)- в β-состояние.

В литых двухфазных латунях относительное количество α-фазы может составлять значительную долю от всего сплава, во всяком случае гораздо большую долю, чем относительное количество вторых фаз в термически упрочняемых алюминиевых и магниевых сплавах и во многих бронзах.

Это вытекает из характера диаграммы состояния Cu — Zn. Растворяющейся при нагреве фазой является α-фаза, относительное весовое количество которой при комнатной температуре может изменяться от 0 до 100% в зависимости от содержания цинка. При нагревании двухфазной латуни с большим количеством α-фазы растворение ее в β-фазе, по-видимому, приводит к такому фазовому наклепу, который обеспечивает условия для роста зерна.


Зерна-гиганты

Зерна-гиганты

Зерна-гиганты, образовавшиеся при перегреве в слитке
(α + β)-латуни. Уменьшено в 2 раза.


Перегрев (α + β)-латуни часто сопровождается пережогом, причем по границам зерен преимущественно окисляется цинк. Поверхность зерен в слитке на рисунке была покрыта тонким белым слоем из окиси цинка.

В литой однофазной α-латуни, не претерпевающей фазовых превращений в твердом состоянии, перегрев не наблюдается, а опасен только пережог.

В некоторых случаях малые добавки обусловливают сильный рост зерна основного твердого раствора при нагреве литого сплава, хотя этот сплав содержит сравнительно небольшое количество избыточных фаз.

Например, при нагреве отливок из магниевого сплава МЛ5 до 415 °С растворение избыточной фазы Mg17Al12, количество которой весьма невелико, не приводит к росту зерна. Если же в этот сплав попали всего лишь тысячные доли процента циркония (> 0,002%), то при нагреве до 415 °С зерно в отливке сильно укрупняется. Природа этого интересного явления не установлена.

«Теория термической обработки металлов»,
И.И.Новиков

Отжиг с фазовой перекристаллизацией

Фазовая перекристаллизация, включающая полиморфное или эвтектоидное превращение, приводит к коренной перестройке структуры по всему объему сплава (рисунок Системы с различными фазовыми превращениями). Полиморфное превращение в металлах можно использовать для устранения текстуры и изменения размера зерна. В этом отношении интересным примером является термическая обработка урана (так называемая pтермообработка). Уран ниже 668 °С имеет ромбическую α-решетку, а…

Гетерогенизирующий отжиг

Гетерогенизирующий отжиг применяют к сплавам, в которых из матричной фазы вследствие изменения равновесной растворимости при понижении температуры выделяется другая фаза или несколько фаз. В подавляющем большинстве сплавов матричной фазой является твердый раствор на базе основного металла, а избыточной — соединение. К таким материалам относятся все термически упрочняемые сплавы на алюминиевой, магниевой, медной, никелевой и других…