Предстарение

Предстарение может быть не только естественным, но и искусственным. Для сплавов на разных основах следует шире опробовать усложненные схемы НТМО типа закалка → старение → холодная деформация → старение. 

Повышенную прочность можно получить, применяя обычную холодную деформацию после старения (без НТМО). По сравнению с такой обработкой НТМО обеспечивает при равной прочности более высокую пластичность, меньшие остаточные напряжения и термически более стабильную структуру.

В настоящее время НТМО широко применяют в технологии производства полуфабрикатов и изделий из стареющих медных, алюминиевых и аустенитных сплавов.

В результате холодной прокатки перед старением бериллиевой бронзы Бр.Б2 предел текучести дополнительно возрастает примерно на 20%. Электродные медные сплавы типа хромоциркониевых бронз частично сохраняют упрочнение от НТМО и при повышенных температурах, при которых работают электроды для контактной сварки. Степень холодной деформации стареющих медных сплавов при HTMO составляет 10 — 60%.

При HTMO пружинных аустенитных сплавов типа 36НХТЮ с обжатием 50% предел упругости σ0,002 оказывается на 20 — 30% выше, чем после закалки и старения.

Для некоторых алюминиевых сплавов весьма перспективна HTMO с большими деформациями. Так, например, НТМО листов и труб из сплава АД31 по схеме закалка естественное старение продолжительностью не менее 2ч → холодная деформация на 60 — 90% → старение при 200 °С позволяет повысить предел прочности на 26 — 30% по сравнению с пределом прочности после обычной термообработки (закалка + старение).

Целью HTMO может быть не только упрочнение. Алюминиевые сплавы типа АМг6 рекомендуется деформировать вхолодную на 30 — 40% с последующим старением при 220 °С в течение нескольких часов. В первые 20 мин нагрева после деформации проходит полигонизация, а затем равномерное выделение Β-фазы (AbMg2) по субграницам. Такая структура обеспечивает повышенную стойкость против коррозии под напряжением.

Полуфабрикаты из стареющих алюминиевых сплавов (профили, панели, трубы, листы) после закалки обязательно правят растяжением или прогладкой. Степень деформации при правке невелика — обычно не более 3%. Но даже небольшая холодная деформация со степенью 1 — 3% может сильно увеличить упрочнение при последующем искусственном старении. Например, предел текучести дуралюмина Д16, состаренного при 190 °С, в результате применения перед старением растяжки на 1,5% возрастает с 40 до 45,5 кгс/см2.

Технологический процесс по схеме закалка правка старение обычно не называют термомеханической обработкой, но фактически он является типичной НТМО.

Благодаря простоте технологии и эффективности процесса число стареющих сплавов на разных основах и номенклатура изделий, подвергаемых НТМО, будут расширяться.

Но, назначая НТМО, всегда следует учитывать и возможные отрицательные последствия
— снижение пластичности, характерное для большинства сплавов, уменьшение сопротивления ползучести некоторых алюминиевых сплавов, анизотропию свойств и др.

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

Высокотемпературная термомеханическая обработка сталей, закаливаемых на мартенсит

При ВТМО аустенит деформируют в области его термодинамической стабильности и затем проводят закалку на мартенсит (смотрите рисунок Схема обработки легированной стали). После закалки проводят низкий отпуск. Основная цель обычной термообработки с деформационного (прокатного ковочного) нагрева — исключить специальный нагрев под закалку и благодаря этому получить экономическии эффект. Главная же цель ВТМО — повышение механических свойств…

Явление наследования упрочнения

Большой интерес представляет обнаруженное М. Л. Бернштейном явление наследования («обратимости») упрочнения от ВТМО при повторной термической обработке. Оказалось, что упрочнение от ВТМО сохраняется, если сталь перезакалить с кратковременной выдержкой при температуре нагрева под закалку или если упрочненную ВТМО сталь вначале подвергнуть высокому отпуску, а затем перезакалить. Например, предел прочности стали 37XH3A после ВТМО по режиму…

Термомеханическая обработка сталей, закаливаемых на мартенсит

Процессы ТМО сталей начали интенсивно изучать с середины 50-х годов в связи с изысканием новых путей повышения конструктивной прочности. Низкотемпературная термомеханическая обработка (НТМО) При НТМО переохлажденный аустенит деформируется в области его повышенной устойчивости, но обязательно ниже температуры начала рекристаллизации и затем (превращается в мартенсит. После этого проводят низкий отпуск (на рисунке не показан). Схема обработки…

Применение ВТМО

Применение ВТМО ограничивают следующие факторы. Сплав может отличаться столь узким интервалом температур нагрева под закалку, что поддерживать температуру горячей обработки давлением в таких узких пределах практически невозможно (например, в пределах ± 5 °С для дуралюмина Д16). Оптимальный температурный интервал горячей деформации может находиться значительно ниже интервала температур нагрева под закалку. Например, при прессовании алюминиевых сплавов…

Предварительная термомеханическая обработка (ПТМО)

Сущность ПТМО заключается в том, что полуфабрикат, полученный после горячей деформации в нерекристаллизованном состоянии, сохраняет нерекристаллизованную структуру и при нагреве под закалку. ПТМО отличается от ВТМО тем, что операции горячей деформации и нагрева под закалку разделены (смотрите рисунок Схемы термомеханической обработки стареющих сплавов). ПТМО широко применяют в технологии производства полуфабрикатов из алюминиевых сплавов. Давно было…