Термическая обработка дюралюминов

В соответствии с диаграммой Al–Cu при температуре 500 ^оС в алюминии растворяется 5,7 % Cu, а при комнатной температуре только 0,2 % (рис.15.1).

Рис. 15.1. Диаграмма состояния Al–Cu

Закалка дюралимина производится при температуре 500 ^оС в воде с целью перевода CuAl₂ и S -фазы в твердый раствор.

При этом механические свойства сплава почти не изменяются. Изменение свойств наблюдается при старении. С течением времени в этом перенасыщенном и неустойчивом твердом растворе за счет диффузии протекают процессы, сопровождающиеся образованием в кристаллической решетке твердого раствора особых зон Гинье – Престона (ГП), обогащенных атомами меди. Старение идет в несколько стадий. Вначале образуются зоны ГП, затем наблюдается их увеличение в размерах и только после этого из твердого раствора начинается выделение новой фазы. Все эти процессы создают большие внутренние напряжения в кристалле, что и приводит к значительному упрочнению сплава. Этот процесс, который проходит при обычной (комнатной) температуре, называют естественным старением. Он обычно продолжается 4 – 7 суток (рис. 15.2).

Рис. 15.1. Изменение прочности дюралюмина при естественном старении

Начальный период старения, в котором свойства практически не меняются, называют инкубационным. Инкубационный период имеет весьма важное технологическое значение, так как в этот момент закаленный сплав обладает высокой способностью к пластической деформации и детали можно подвергать таким операциям, как расклепка заклепок, гибка, отбортовка.

Для ускорения применяют искусственное старение, для чего сплав после закалки подогревают до 100 – 170 ^оС, и в итоге прочность дюралимина возрастает до 480 МПа, НВ – до 1200 МПа, относительное удлинение d = 20 %.

Благодаря высокой пластичности дюралимин можно обрабатывать давлением в холодном состоянии. После холодной прокатки в результате наклепа происходит дальнейшее упрочнение сплава до 600 МПа, НВ 1600 , но пластичность при этом падает до 4 – 6 %.