Эффективность применения обработки давлением

Можно использовать два пути ускорения гомогенизации, регулируя микроструктуру.

Первый путь — увеличение скорости кристаллизации сплава.

Чем выше скорость кристаллизации, тем меньше размер дендритных ячеек и тоньше частицы избыточных фаз, кристаллизующихся но их границам. Поэтому слитки и фасонные отливки, затвердевавшие при большой скорости охлаждения, быстрее и полнее гомогенизируются, так как они отличаются более тонким строением.

Например, слитки непрерывного литья малого сечения гомогенизируются быстрее, чем слитки большого сечения; кокильные отливки быстрее гомогенизируются, чем детали, отлитые в земляные формы.

Другой путь ускорения гомогенизации — измельчение структуры слитка обработкой давлением. Так, вместо длительного гомогенизационного отжига слитков легированной стали увеличивают продолжительность нагрева деформированной заготовки перед последним переделом.

Вместо отжига слитков алюминиевых сплавов иногда гомогенизируют прессованную заготовку для труб и штамповок. При этом приходится несколько уменьшить скорость прессования слитка, но зато значительно ускоряется гомогенизационный отжиг.

Эффективность применения обработки давлением для ускорения растворения избыточных фаз определяется характером изменения структуры при пластической деформации.

Структура разных сплавов по-разному меняется при пластической деформации в зависимости от природы избыточной фазы, а также соотношения механических свойств ее и матрицы. Так, например, в алюминиевом сплаве типа В95 при горячей прокатке Т-фаза (Al2Mg3Zn3) сильно измельчается и вытягивается в тонкие строчки, расстояние между которыми уменьшается с увеличением степени обжатия.


Влияние продолжительности отжига

Влияние продолжительности отжига

Влияние продолжительности отжига при 460 °С на объемную долю растворяющейся фазы (V) в сплаве типа В95 после литья (1) и прокатки при 460 °С с обжатием 50% (2) и 75% (3) (Лети и Флеминге).


Поэтому горячая обработка давлением этого сплава резко ускоряет растворение избыточной фазы и тем сильнее, чем больше степень деформации.

В сплаве же алюминия с 4,15% Cu горячая и холодная прокатка очень слабо влияет на размер частиц CuAl2 и расстояние между ними. Поэтому даже большие обжатия слитков этого сплава мало изменяют время растворения частиц соединения CuAl2.

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

Гомогенизация с нагревом выше температуры неравновесного солидуса

В некоторых случаях степень гомогенизации, проводимой при температурах вблизи неравновесного солидуса, но ниже его, может оказаться недостаточной. Необходимая полнота гомогенизации при этом или вообще не достигается, или достигается при таких длительных выдержках, которые неприемлемы в производстве. Кроме того, всегда желательно сокращение времени гомогенизации. Поэтому весьма заманчива возможность проведения гомогенизационного отжига при температурах выше неравновесного солидуса….

Сильный пережог изделий тонкого сечения из стали, меди и медных сплавов

Хорошо известен также сильный пережог изделий тонкого сечения из стали, меди и медных сплавов при чрезмерно высокой температуре или большой выдержке в окислительной атмосфере. Такой пережог вызван проникновением кислорода по границам зерен насквозь через все сечение изделия и образованием окислов на межзеренных границах: показатели пластичности при этом могут упасть до нуля. В совершенно иных условиях…

Процессы гомогенизации при отжиге с нагреванием выше точки неравновесного солидуса

Процессы гомогенизации при отжиге с нагреванием выше точки неравновесного солидуса идут гораздо быстрее, чем при обычном отжиге ниже солидуса. Например, у дуралюмина Д16 температура неравновесного солидуса равна примерно 508 °С, а равновесного — около 530 °С (при разных составах в пределах допусков для одной марки сплава значения температуры солидуса могут несколько различаться). Время растворения неравновесного…

Недостаток отжига с нагреванием выше температуры неравновесного солидуса

Основной недостаток отжига с нагреванием выше температуры неравновесного солидуса — значительно более быстрое развитие пористости. К причинам, вызывающим развитие пористости при обычном отжиге, здесь можно добавить еще и следующую (по Е. Д. Захарову). Твердый раствор на базе алюминия при быстрой кристаллизации слитка пересыщается водородом. Зависимость объемной доли Зависимость объемной доли пор V от продолжительности τ…

Деформированные сплавы

Хотя при горячей обработке давлением и происходит коренное изменение строения сплава, но оно все же недостаточно, чтобы полностью устранить влияние литой структуры на его технологичность при последующей холодной обработке давлением. «Наследственность» литой структуры с неустраненной дендритной ликвацией проявляется в снижении пластичности холоднодеформированного сплава. Объясняется это тем, что при горячей обработке давлением, несмотря на сильное измельчение…