Главная / Теория термической обработки металлов / Старение и отпуск / Старение / Режимы старения и механические свойства состаренных сплавов

Режимы старения и механические свойства состаренных сплавов

С ролью предстарения тесно связан вопрос о роли скорости нагрева при одноступенчатом старении. Обычно на скорость нагрева до температуры старения не обращают внимания.

Однако начальные стадии распада при замедленном нагреве могут влиять на свойства состаренного сплава. Так, например, замедленный нагрев до температуры старения некоторых алюминиевых сплавов позволяет несколько повысить их прочность.

Режимы старения и механические свойства состаренных сплавов на разной основе

Металл-основа Марка сплава Изделие Температура нагрева, °С Время выдержки, ч σв, кгс/мм2 σ0,2, кгс/мм2 δ, %
Ni ХН77ТЮР (ЭИ437Б) Лопатки 690 — 710 16 100 65 20
Ti ВТ22 Прутки 550 1 155 152 4
Cu Бр. Б2 Пружинящие детали 310 — 330 2 135 128 2
Al Д16 Листы 20 4, сутки 44 29 19
188 — 193 11 — 13 45 40 6
В95 Листы 120 — 125 23 — 25 55 48 10
АК4-1 Плиты 190 — 200 24 43 34 8
АД31 Профили 160 — 170 10 — 12 24 20 10
1915 Профили 1-я ступень 100 10 — 24
2-я ступень 175 3 — 5 38 30 10
АЛ9** Отливки Т1 170 — 180 5 — 17 17 14 2
Т5 145 — 155 1 — 3 23 17 4
Т6 195 — 205 2 — 5 24 21 2
Т7 215 — 235 3 — 5 19 14 4,5
АЛ 19 Отливки 170 — 180 3 — 5 37 26 5
Mg МЛ5 Отливки 170 — 180 16 25,5 12 4

* Режим закалки смотрите табицу Режимы закалки без полиморфного превращения сплавов на разной основе.

** Т1 — старение без предварительной закалки, Т5 — неполное старение, Т6 — полное старение, Т7 — стабилизирующее старение.

В таблице приведены типичные режимы старения сплавов на разной основе и их механические свойства.

Прирост (∆) предела прочности и предела текучести промышленных сплавов в результате полного старения

Металл-основа Марка сплава ∆σв,% ∆σ0,2,% σ0,2 / σв
после закалки после старения
Ti ВТ22 72 80 0,93 0,98
Cu Бр. Б2 160 0,94
Al Д16 50 80 0,73 0,88
1915 70 170 0,50 0,78
АЛ9 20 90 0,55 0,87
Mg МЛ5 2 40 0,34 0,47

О величине прироста прочностных свойств при старении промышленных сплавов можно судить по данным таблице. В ней разность значений свойств состаренного и закаленного сплава отнесена к значению свойства исходного закаленного сплава. Данные приведены для режимов старения на максимальную прочность.

Предел текучести при старении повышается сильнее, чем предел прочности, и отношение σ0,2в возрастает.

Это — типичная картина при полном искусственном старении.

Бериллиевая бронза и алюминиевый сплав 1915 на базе системы Al — Zn — Mg сильно упрочняются при старении, а магниевый сплав МЛ5 — слабо упрочняется (поэтому сплав MЛ5 чаще используют в закаленном состоянии).

Сплавы, упрочняющиеся при старении, называют термически упрочняемыми, дисперсионно твердеющими или облагораживаемыми.

Разработка термически упрочняемых сплавов
— одна из главных задач металловедения.

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

Возврат после старения

Явление возврата после старения было открыто на дуралюмине. Если естественно состаренный дуралюмин нагреть до температуры примерно 250 °С, выдержать 20 — 60 с и быстро охладить, то его свойства возвращаются к значениям, характерным для свежезакаленного состояния.  Сущность явления возврата состоит в том, что зоны ГП, возникшие при естественном старении, во время нагрева сплава растворяются, метастабильные…

Выбор режима старения

Выбор температуры и продолжительности старения После предварительной оценки температурного уровня старения по соотношению или по аналогии с другими сплавами на базе того же металла экспериментально отрабатывают режим старения, строя графики, подобные рисуноки Схема зависимости прочностных свойств и Схема зависимости прочности от температуры старения. Как известно, старение подразделяют на естественное, происходящее при комнатной температуре, и искусственное,…

Искусственное старение

В зависимости от режима, структурных изменений и получаемого комплекса свойств искусственное старение можно подразделить на полное, неполное, перестаривание и стабилизирующее старение (соответствующие режимы и свойства приведены в таблице Режимы старения и механические свойства состаренных сплавов на разной основе для литейного алюминиевого сплава AЛ9). Полное искусственное старение проводят при такой температуре и продолжительности, которые обеспечивают достижение…

Ступенчатое старение

Старение с выдержкой вначале при одной, а затем при другой температуре называют ступенчатым. Как правило, температуру первой ступени выбирают ниже, чем второй. Основная цель двухступенчатого (двойного) старения — создать большое число центров выделений на низкотемпературной ступени, когда пересыщенность твердого раствора велика (на рисунке Размер выделений степень пересыщенности C0/C1 растет с понижением температуры Т1), а затем…

Максимальное упрочнение

Рассмотрим практически важный случай сложной роли естественного старения на примере сплавов системы Al — Mg — Si, находящихся на квазибинарном разрезе Al — Mg2Si или недалеко от него (сплавы типа авиаль). В этих сплавах при естественном старении образуются игольчатые зоны ГП, обогащенные магнием и кремнием, а при искусственном (170 °С) — метастабильная β´-фаза (смотрите таблицу…