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 σ0,2/σв 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