ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ термической обработки заготовок из алюминиевого сплава Д16, включающий нагрев сплава до температуры закалки, охлаждение с температуры закалки до 430°С со скоростью 130-150°С в час и выдержку в течение 3 мин, охлаждение в воде с температурой 80-100°С, а затем в воде с температурой 20°С и старение.

www.freepatent.ru

Всё о цветных металлах и сплавах (бронза, медь, латунь и др)

ООО ВПО ПромМеталл  http://bronza555.ru/ 

[email protected] +7-903-798-09-70 (звоните!)

Складскую справку можно скачать здесь

Деформируемые алюминиевые сплавы разделяют на неупрочняемые термической обработкой и упрочняемые. Кнеупрочняемым алюминиевым сплавам относят сплавы марки АМц2, АМг2, АМгЗ, имеющие невысокую прочность и высокую пластичность; их применяют для изделий, получаемых глубокой вытяжкой, упрочняют холодной обработкой давлением (нагартовкой).

Наиболее распространены сплавы, упрочняемые термической обработкой. К ним относят дюралюминий марок Д1, Д16, Д3П, в состав которых входят алюминий, медь, магний и марганец. Основными видами термического упрочнения дюралюминия являются закалка и старение. Закалку проводят при 505—515° С с последующим охлаждением в холодной воде. Старение применяют как естественное, так и искусственное. При естественном старении сплав выдерживают в течение 4—5 сут, при искусственном — 0,8—2,0 ч; температура старения — не ниже 100—150°С; прочность после обработки уВ = 490 МПа, 6=14%. Сплавы Д1 и Д16 применяют для изготовления деталей и элементов строительных конструкций, а также изделий для летательных аппаратов.

Авиаль (АВ, АВТ, АВТ1)—это деформируемый сплав, обладающий более высокой пластичностью, свариваемостью и коррозионной стойкостью, чем дюралюминиевые; подвергают закалке в воде при 515—525° С и старению: сплавы АВ и АВТ — естественному, сплав АВТ1 — искусственному при 160° С с выдержкой 12—18 ч. Применяют авиаль для производства листов, труб, лопастей винтов вертолетов и т. п.

Высокопрочные (ув=550-700 МПа) алюминиевые сплавы В95 и В96 имеют меньшую пластичность, чем дюралюминий. Термическая обработка этих сплавов заключается в закалке при 465—475° С с охлаждением в холодной или горячей воде и искусственном старении при 135—145° С в течение 14—16 ч. Применяют сплавы в самолетостроении для нагруженных конструкций, работающих длительное время при 100—200° С.

Ковочные алюминиевые сплавы марок АК1, АК6, АК8 подвергают закалке при 500—575° С с охлаждением в проточной воде и искусственному старению при 150—165° С с выдержкой 6—15 ч; прочность сплава уВ = 380-460 МПа, относительное удлинение д = 7-10%.

Литейные алюминиевые сплавы называют силуминами. Наиболее распространены термически упрочняемые сплавы марок АЛ4, АЛ6 и АЛ20 Отливки из сплавов АЛ4 и АЛ6 закаливают при 535—545° С с охлаждением в горячей (60—80° С) воде и подвергают искусственному старению при 175° С в течение 2—3 ч; после термической обработки ув=260 МПа, д = 4-6%, твердость НВ 75—80. Для снятия внутренних напряжений отливки из этих сплавов отжигают при 300° С в течение 5—Ю ч с охлаждением на воздухе. Жаропрочные сплавы марок АЛ 11 и АЛ20, идущие для изготовления поршней, головок цилиндров, топок котлов, работающих при 200—300° С, подвергают закалке (нагрев до 535—545° С, выдержка при этой температуре в течение 3—6 ч и охлаждение в проточной воде), а также стабилизирующему отпуску при 175—180° С в течение 5—10 ч; после термической обработки ув=300-350 МПа, д=3-5%.

tsvetmet.wordpress.com

Температура нагрева под закалку

Основное требование при выборе температуры нагрева под закалку алюминиевых деформируемых сплавов — получение максимально возможной концентрации легирующих элементов в твердом растворе для обеспечения высокого эффекта упрочнения при последующем старении.

Увеличение степени пересыщения твердого раствора при закалке достигается повышением температуры нагрева при необходимой для наиболее полного растворения избыточных фаз выдержке и резким охлаждением.

Нагрев под закалку не всегда переводит сплав в однофазное состояние, так как во многих алюминиевых сплавах содержание легирующих элементов превышает предел растворимости. В зависимости от диаграммы состояния, фазового состава и особенностей структуры, обусловленных предыдущей обработкой, алюминиевые сплавы могут иметь различный интервал закалочных температур. Верхняя граница температурного интервала нагрева под закалку устанавливается во избежание пережога с учетом присутствия или образования в сплаве наиболее легкоплавких эвтектик, возможного перепада температуры и точности контроля (регулирования) теплового режима в объеме рабочего пространства термических агрегатов. Нижний предел интервала закалочных температур определяется требуемым комплексом свойств.

Для большинства промышленных алюминиевых сплавов нагрев под закалку можно осуществлять в достаточно широком температурном интервале, однако рекомендуемый интервал, обеспечивающий оптимальное сочетание свойств, несколько уже и, как правило, не превышает 10°С . Наибольший интервал температур, при которых можно производить нагрев под закалку, характерен для сплавов системы Al—Zn—Mg (350—500°С) и Al—Zn—Mg—Сu (460—500 °С).

Свойства сплава В95 в состаренном состоянии мало зависят от изменения температуры нагрева под закалку в интервале 460 — 480°С. Для холоднокатаных листов этот интервал, может быть расширен. Однако максимальная температура ограничена из-за интенсивной диффузии легирующих элементов в плакирующий слой. Широким интервалом закалочных температур (450—500 °С) характеризуется также сплав 1420. Для сплавов системы Al—Си—Mg (дюралюмины) требуется наиболее точное выполнение температурного режима нагрева под закалку — в пределах 6 — 8°С, так как максимально допустимая температура всего лишь на несколько градусов ниже температуры солидуса. Это особенно важно для сплава Д16, у которого начальные стадии пережога иногда обнаруживаются даже при рекомендованных ранее температурах нагрева (498 — 500 °С) в случае содержания меди и магния на верхнем пределе по ГОСТу. В связи с этим максимальную температуру нагрева под закалку сплава Д16 рекомендуется ограничить 498 °С. В случае содержания основных легирующих элементов ближе к нижнему пределу по ГОСТу возможно допустить закалку с температуры не выше 503°С.

В большинстве случаев рекомендуется проводить закалку с максимально возможной температуры в указанных интервалах. Однако при этом следует учитывать, что для многих сплавов эта температура лишь на 5 —10 °С ниже температуры солидуса, которая может значительно колебаться в зависимости от химического состава сплава даже в пределах одной марки и от технологии предшествующих обработок.

Максимальную температуру нагрева под закалку регламентируют и в тех случаях, когда требуется сохранить нерекристаллизованную структуру, уменьшить рост зерна и диффузию в плакирующий слой, предотвратить сильное окисление поверхности, уменьшить склонность к трещинообразованию при охлаждении массивных полуфабрикатов с крупнокристаллическим ободком, а также уменьшить коробление.

В процессе закалки необходима высокая точность выполнения температурного режима и равномерность нагрева садки металла. Для обеспечения оптимального сочетания свойств перепад температуры в термических агрегатах не должен превышать ±5°С, а часто даже ±3°С.

Упрочнение в результате закалки определяется не только режимом этого процесса, но и системой легирования, на базе которой разработан сплав. Из промышленных сплавов наибольшим приростом прочности в результате закалки по сравнению с прочностью в отожженном состоянии характеризуются сплавы системы Al—Zn—Mg—Сu. Эффект закалки этих сплавов достигает 200—230МПа. Большинство сплавов, разработанных на базе систем Al—Сu—Mg, Al—Сu—Li, Al—Сu—Mn, Al—Mg—Si, Al—Mg—Si—Сu и Al—Mg—Li, имеют эффект закалки 100 — 180МПа. Некоторые сплавы, относящиеся к системе Al—Zn—Mg, даже несколько теряют прочность из-за большей гомогенности в закаленном состоянии по сравнению с отожженным.

www.metmk.com.ua

Д16 – bulatstal.ru

На современном рынке конструкционных материалов сегодня можно встретить довольно большой выбор различных марок металлов. Для большинства покупателей их названия не известны. А ведь по маркировке можно легко узнать характеристики металла и его основные свойства.

Одним из таких сплавов является марка Д16. Мало кто знает, что это самый обычный и всем известный дюраль. Он очень широко используется в самых различных отраслях.

Особенности сплава Д16 и его состав.

Механические свойства при Т=20^oС материала Д16 .

Физические свойства материала Д16 .

В качестве легирующих элементов в сплаве Д16 применяют медь (Cu 4,4%), магний (Mg 1,5%), марганец (Mn 0,5%) и очень незначительное количество кремния (Si до 0,5%), железа (Fe до 0,5%), хрома (Cr до 0,1%), титана (Ti до 0,15%) и цинка (Zn до 0,25%).

Чистый сплав Д16 применяется очень редко, так как он обладает недостаточной прочностью и твердостью. По этой причине дюраль закаляют и подвергают старению. Эти процессы заключаются в нагреве деталей до 500 градусов Цельсия и дальнейшем охлаждении в воде. Старение в свою очередь может применяться искусственное и естественное. При этом название сплава изменяется на Д16Т.

Д16Т является самым востребованным алюминиевым сплавом. Он легкий, прочный и имеет отличные показатели сопротивления усталостным нагрузкам.

Основные характеристики и области применения

Благодаря очень низким показателям теплопроводности сплав Д16 прекрасно себя показывает при высоких температурах (от 120 до 250 градусов Цельсия). В этих пределах ему нет равных. Но изделия из данного сплава категорически запрещается использовать в условиях, когда температура выше 500 градусов Цельсия.

Применяют сплав Д16 в виде плит, листов, уголков и прутков разных размеров. Но лучше всего он себя демонстрирует в трубах, изготовленных для химической, нефтяной, газовой и пищевой промышленности. Также Д16 является материалом для изготовления заклепок.

bulatstal.ru

Прокаливаемость при закалке алюминиевых сплавов

Без прокаливаемости нет термоупрочнения

Какой максимальный диаметр прутка из слава алюминия можно упрочнить термообработкой? До какай толщины промышленность производит термообработанные плиты из Д1, Д16, 2024, И95 и др.? При закалке поверхность деталей и полуфабрикатов остывает быстрее середины. Последущее старение упрочняет изделие неравномерно по толщине, поэтому важно определить прокаливаемость алюминиевого сплава, зависимость прокаливаемости от марки алюминия и формы заготовки. Прокаливаемость является важной характеристикой алюминиевых сплавов, позволяющей оценивать возможность сквозной закалки различных по сечению и габаритам полуфабрикатов и деталей. Прокаливаемость — способность сплава после закалки сохранять степень пересыщения твердого раствора, которая обеспечвает при последующем старении требуемые свойства. Прокаливаемость зависит от критической скорости охлаждения (υ_кр) и от всех факторов, влияющих на устойчивость пересыщенного твердого раствора. Определенное влияние на уровень прокаливаемости оказывают габариты и конфигурация деталей, схема их расположения в садке, состояние поверхности деталей, перемещение садка в охлаждающей среде или ее циркуляция.

Оценка глубины закалки

Наиболее широко для количественной оценки глубины прокаливаемости алюминиевых сплавов используют методы пробной и торцовой закалки . Метод пробной закалки заключается в определении свойств по сечению изделия (темплета) и в сопоставлении полученных значений этих свойств в соответствующих точках сечения. В основу метода торцовой закалки положено моделирование условий охлаждения массивных полуфабрикатов различной конфигурации с помощью торцового образца переменного сечения, закаливаемого в специальной установке.

Глубина прокаливаемое устанавливается с учетом глубины зоны, равнопрочной (снижение не более 5%) с поверхностью охлаждаемого изделия (темплета) или торцового образца. Поскольку прокаливаемость зависит не только от толщины, но и от формы изделия, то представляется целесообразным при сравнительной оценке различных алюминиевых сплавов использовать значения критического диаметра (d_кp), т. е. максимальный диаметр прутка, прокаливаемого насквозь.

Максимальные диаметры прутков под закалку в воду

На основании результатов исследований и производственного опыта могут быть рекомендованы следующие предельно допустимые диаметры прутков (d_кp) с удовлетворительными механическими свойствами по всему сечению после закалки в воде комнатной температуры:

Приведенные значения d_кp могут несколько изменяться в зависимости от концентрации легирующих элементов в пределах требования ГОСТа для каждой марки сплава.

www.metmk.com.ua