Obrabotka Metallov 2009 No. 3

жидкости, на его поверхности в твердом теле возникают диффузионные потоки различного рода дефектов, вызываемые, например, неодно- родным полем сил, градиентом концентраций и т.д. Колебания температуры поверхности вы- зывают большие скорости деформации металла, что весьма влияет на скорость диффузии. Однако если формирование свойств обуслов- лено перераспределением водорода внутри метал- ла под действием кислорода окружающей среды (механизм У. Эванса), то в связи с высочайшей скоростью диффузии водорода изменения при ки- пячении должны протекать по всему сечению из- делия. Это обстоятельство чрезвычайно важно для разработки промышленных способов термической обработки изделий разнообразного сечения. Как правило, высокотемпературные нагревы под закалку предусматривают большие энерге- тические затраты. Для снижения энергетических затрат при сохранении уровня механических свойств нами разработан способ термической об- работки промышленных алюминиевых сплавов. Известно, что назначение высокотемператур- ного нагрева алюминиевых сплавов, содержа- щих значительное количество легирующих эле- ментов, – получение гомогенной структуры за счет максимально возможного растворения про- межуточных фаз в твердом растворе сплава. В результате того, что в алюминиевых сплавах со- держатся легирующие элементы в количествах, значительно превышающих предел их раство- римости в алюминии при обычных условиях, в них присутствует очень много промежуточных фаз, весьма устойчивых к разложению при на- греве. В связи с этим для получения гомогенной структуры таких сплавов на практике при их об- работке по режиму Т4 (нагрев, выдержка и за- калка) требуются значительной продолжитель- ности выдержки (~10–20 ч), что обусловливает Т а б л и ц а 1 Влияние кипячения в H 2 O на микротвердость стали У8 Характеристики тепловой обработки поверхности Микротвердость, МПа Тепловой поток, Вт/м 2 Продолжительность кипячения, ч До кипячения После кипячения 160900 27 989 747 242350 25 965 722 269300 25 960 690 большую длительность процесса и увеличивает энергетические затраты. Предварительная обработка сплавов в кипя- щей воде приводит к снижению устойчивости промежуточной фазы в высоколегированных алюминиевых сплавах типа АК9, АМ5, АМг6Л, что при последующем нагреве их под закалу по режиму Т4 приводит к более быстрому получе- нию гомогенной структуры и достижению необ- ходимых механических свойств. П р и м е р. Испытания проводили на ли- тейных промышленных сплавах АМг6Л, АМ5, АК9. Приготовление сплавов осуществляли в алундовом тигле в закрытой лабораторной печи сопротивления. Для их приготовления ис- пользовали алюминий марки А7 и технически чистые металлы и лигатуры. Заливку осущест- вляли в нагретый до 100 °С металлический ко- киль. Из полученных слитков вытачивали об- разцы, которые подвергали кипячению в воде в течение 1,5–2 ч и последующему нагреву при 430…545 °С в течение 3 ч с закалкой в воду. После проведения термической обработки ис- пытывали механические свойства сплавов в со- ответствии с ГОСТ 1583-93. Для получения сравнительных данных раз- работанного и известного способов проводили испытания по известной технологии. Результаты испытаний приведены в табл. 2. Из табличных данных видно, что эффектив- ность разработанного способа выше, чем извест- ного. При такой обработке значительно сокраща- ется время нагрева всех сплавов при температуре закалки. Так, для сплава АМг6Л оно уменьша- ется в 4 раза, для сплаваАМ5 – в 3,3 раза, для АК9 – в 1,3 раза. Это позволяет значительно сни- зить расход электроэнергии, так как для нагрева сплавов на более низкие температуры требуется значительно меньше энергии, чем при нагреве ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ ТЕХНОЛОГИЯ № 3 (44) 2009 4