RU2033469C1 - Способ термической обработки алюминиевых сплавов - Google Patents
Способ термической обработки алюминиевых сплавов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2033469C1 RU2033469C1 SU5063883A RU2033469C1 RU 2033469 C1 RU2033469 C1 RU 2033469C1 SU 5063883 A SU5063883 A SU 5063883A RU 2033469 C1 RU2033469 C1 RU 2033469C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cooling
- stage
- rate
- residual stresses
- heat treatment
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
Abstract
Сущность изобретения: способ термической обработки алюминиевых сплавов включает нагрев под закалку и двухступенчатое охлаждение на первой ступени со скоростью 0,2 - 50°С/с до 270 - 120°С, а на второй - до комнатной температуры со скоростью 0,01 - 40°С/с. Отношение скорости на второй ступени к скорости на первой составляет 0,05 - 0,8. Затем проводят старение. 1 табл.
Description
Изобретение относится к способу термической обработки алюминиевых сплавов, используемых в качестве конструкционных материалов в изделиях новой техники и изделиях народного хозяйства.
Известен традиционный способ термической обработки алюминиевых сплавов, включающий нагрев под закалку, охлаждение с критической скоростью и старение искусственное или естественное. В качестве охлаждающей среды применяют холодную, горячую, кипящую воду, азот, водный раствор полимеров [1]
В известном способе при обеспечении требуемого уровня стандартных механических свойств и коррозионной стойкости не всегда удается избежать в полуфабрикатах и деталях высоких внутренних остаточных напряжений, наличие которых может вызвать закалочные трещины, привести к короблению деталей и полуфабрикатов в процессе закалочного процесса или при последующей механической обработке, снизить коррозионную стойкость и работоспособность изделия.
В известном способе при обеспечении требуемого уровня стандартных механических свойств и коррозионной стойкости не всегда удается избежать в полуфабрикатах и деталях высоких внутренних остаточных напряжений, наличие которых может вызвать закалочные трещины, привести к короблению деталей и полуфабрикатов в процессе закалочного процесса или при последующей механической обработке, снизить коррозионную стойкость и работоспособность изделия.
Наиболее близким к предлагаемому способу является известный способ термической обработки алюминиевого сплава марки 2024, включающий нагрев под закалку и ступенчатое охлаждение со скоростями не менее 150оС/с. Для обеcпечения необходимого уровня коррозионных cвойcтв cкороcть охлаждения в интервале 395-150оС должна быть не менее 945оС/с [2] Однако при больших скоростях охлаждения при закалке полуфабрикатов, особенно сложной конфигурации, существует опасность возникновения высоких внутренних остаточных напряжений и как следствие этого возникновение коробления и необходимость применения трудно контролируемой, регулируемой и учитываемой степени правки. Помимо повышения трудоемкости изготовления, такая правка может вызвать появление трещин, приводить к появлению неравномерных внутренних остаточных напряжений и ухудшению свойств (уменьшение запаса пластичности, сопротивление усталости, характеристик разрушения, коррозионной стойкости и т.д.).
Кроме того, при резкой закалке сплавы алюминия, относящиеся к системам алюминий-магний-литий, алюминий-цинк-магний-медь и др. чувствительны к коррозионному растрескиванию. Превысить критическую скорость закалки сплава Д16Т (2024) (Vкр550оС/с) при охлаждении в холодной воде удается по всему сечению только при толщине примерно до 10 мм. Поэтому на практике приходится считаться с реальностью замедленного охлаждения даже при самой интенсивной среде охлаждения, т. е. известный способ имеет ограниченное применение и приводит к возникновению высоких внутренних остаточных напряжений.
Цель изобретения снижение внутренних остаточных напряжений при высоком уровне механических и коррозионных свойств.
Предлагаемый способ термической обработки алюминиевых сплавов включает нагрев под закалку, двухступенчатое охлаждение, на первой ступени охлаждение проводят до 270-120оС со скоростью 0,2-50оС/с, а на второй ступени со скоростью 0,01-40оС/с. Скорости на второй и первой ступенях охлаждения выбирают из соотношения от 0,05-0,8, затем проводят старение.
Известны различные пути снижения уровня внутренних остаточных напряжений. Одним из эффективных направлений предотвращения коробления и снятия остаточных напряжений является снижение скорости охлаждения при закалке, например за счет изотермической закалки [3] Однако снижение скорости охлаждения в критическом температурном интервале при такой закалке приводит к снижению коррозионной стойкости и механических свойств. Поэтому этот способ широкого применения не получил.
В известных решениях при применении изотермических и ступенчатых закалок основное внимание уделяется выбору скорости охлаждения в критическом темпе- ратурном интервале и не рассматривается возможность корреляции ее в зависимости от скорости охлаждения ниже критического интервала.
Снижение остаточных внутренних напряжений может быть достигнуто также применением нагревов после закалки, т.е. нагревов в области ниже критического температурного интервала. Так повышение температуры до уровня температур, так называемых смягчающих режимов старения Т2 и Т3 (160-180)оС), например, для сплавов системы алюминий-цинк-магний-медь при выдержке более 2 ч приводит к снижению внутренних остаточных напряжений до 30-50% [3] Нагрев при 220оС в течение 0,5 ч приводит к снижению внутренних остаточных напряжений до 80% в полуфабрикатах из сплава марки 1420. Поэтому для многих алюминиевых сплавов, несмотря на снижение механических свойств, высокотемпературные режимы старения широко применяются.
Актуальны работы по снижению внутренних остаточных напряжений при сохранении высокого уровня коррозионных и механических свойств. В известных решениях улучшение одних характеристик достигается за счет ухудшения других.
Авторами предлагается снизить уровень внутренних остаточных напряжений без снижения коррозионных и механических свойств. Такое решение стало возможным за счет нового подхода к решению задачи, а именно, за счет регламентации скорости охлаждения в температурном интервале ниже критического, что и позволило снизить скорость охлаждения в критическом интервале, и как следствие, уменьшить коробление и уровень внутренних остаточных напряжений.
Регламентируя скорость охлаждения ниже 270-120оС в термокинетическом режиме можно компенсировать имеющееся снижение механических свойств при снижении скорости охлаждения в критическом температурном интервале, т.е. в предлагаемом способе снижение внутренних остаточных напряжений достигается как за счет снижения скорости охлаждения, так и за счет нагревов при температурах менее 270оС в термокинетическом интервале.
Для реализации предлагаемого технического решения в качестве охлаждающей среды используют водовоздушные смеси, в том числе спреерное охлаждение, воздух под давлением. Старение проводят искусственное или естественное. Предлагаемый способ является универсальным и приоритетным направлением при закалке термически упрочняемых алюминиевых сплавов. Регулирование скорости охлаждения в предлагаемом способе достигается соотношением воды и смеси, давлением воздуха и т.д.
Указанные широкие интервалы скоростей охлаждения и температур обусловлены применением предлагаемого способа для сплавов алюминия с различной устойчивостью твердого раствора. Скорость охлаждения, соответствующая нижнему пределу, выбрана с учетом обработки сплавов системы алюминий-магний-литий, а верхний предел для cплавов cиcтемы алюминий-медь- магний и алюминий-медь. Скорости охлаждения ниже нижнего предела приводят к снижению механических свойств, а выше верхнего предела увеличиваются коробление и уровень внутренних остаточных напряжений.
Поскольку охлаждение на второй ступени по сравнению с охлаждением на первой ступени проводят с более низкими скоростями охлаждения, то из-за опасности снижения механических свойств и коррозионной стойкости температуры выше 270оС не допускаются. При температурах ниже 120оС при данных скоростях охлаждения не наблюдается эффект снижения остаточных напряжений, а механические свойства снижаются.
П р и м е р 1. Штамповки толщиной 80 мм из сплава марки 1420 нагревали до 450оС, охлаждали на воздухе под вентилятором на первой ступени со скоростью охлаждения 0,2оС/с до 230оС, а на второй ступени охлаждения до комнатной температуры со скоростью 0,01оС/с (отношение скорости на второй и на первой и ступенях охлаждения 0,05). Старение сплава осуществляли по режиму 120оС, 12 ч + 210оС, 2 ч.
П р и м е р 2. Плиты толщиной 35 мм из сплава типа 1420 нагревали до 450оС, охлаждали в водовоздушной смеси на первой ступени со скоростью охлаждения 0,9оС/с до 250оС, а на второй ступени охлаждения до комнатной температуры со скоростью 0,3оС/с (отношение скорости на второй и на первой и ступенях охлаждения 0,33). Старение сплава осуществляли по режиму 120оС, 24 ч.
П р и м е р 3. Лист толщиной 9 мм из сплава марки Д16ч нагревали до 495оС, охлаждали в водовоздушной смеси на первой ступени со скоростью охлаждения 50оС/с до 120оС, а на второй ступени охлаждения до комнатной температуры со скоростью 40оС/с (отношение скорости на второй и на первой и ступенях охлаждения 0,8). Старение сплава естественное.
П р и м е р 4. Штамповки толщиной 100 мм из сплава марки АК4-1 нагревали до 525оС, охлаждали на первой ступени охлаждения со скоростью 5оС/с с помощью спреерного устройства до 270оС, а на второй ступени охлаждения со скоростью 2оС/с (отношение скорости охлаждения на второй и на первой и ступенях охлаждения 0,4). Старение сплава осуществляли по режиму 190оС, 16 ч.
П р и м е р 5. Лист толщиной 1 мм из сплава марки Д16ч нагревали до 495оС, охлаждали на первой ступени с помощью спреера со скоростью охлаждения 1500оС/с до 250оС, а на второй ступени охлаждения до комнатной температуры со скоростью 490оС/с (отношение скорости на второй и на первой и ступенях охлаждения 0,32). Старение сплава естественное.
В таблице приведены механические и коррозионные свойства и уровень остаточных напряжений в исследуемых полуфабри- катах.Коррозионные свойства оценены методом постоянной деформации по ГОСТ 9.021-74.
Как видно из данных таблицы, полуфабрикаты, обработанные по предлагаемому способу, имеют более низкие внутренние остаточные напряжения в сравнении с известным при практически одинаковом уровне механических свойств.
Таким образом, полученные результаты по опробованию предлагаемого способа дают основание рекомендовать его для широкого использования при термообработке различных полуфабрикатов из термически упрочняемых сплавов на основе алюминия.
Claims (1)
- СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ, включающий нагрев под закалку, двухступенчатое охлаждение и старение, отличающийся тем, что на первой ступени охлаждение проводят до 270 120oС со скоростью 0,2 - 50oС/с, а на второй со скоростью 0,01-40oС/с, при этом отношение скорости на второй ступени к скорости на первой составляет 0,05-0,8.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5063883 RU2033469C1 (ru) | 1992-10-02 | 1992-10-02 | Способ термической обработки алюминиевых сплавов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5063883 RU2033469C1 (ru) | 1992-10-02 | 1992-10-02 | Способ термической обработки алюминиевых сплавов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2033469C1 true RU2033469C1 (ru) | 1995-04-20 |
Family
ID=21614085
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5063883 RU2033469C1 (ru) | 1992-10-02 | 1992-10-02 | Способ термической обработки алюминиевых сплавов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2033469C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2487961C2 (ru) * | 2011-10-24 | 2013-07-20 | Открытое акционерное общество "Раменское приборостроительное конструкторское бюро" (ОАО "РПКБ") | Способ закалки листовых заготовок из алюминиевого сплава д16 |
RU2601519C2 (ru) * | 2015-02-25 | 2016-11-10 | Галина Владимировна Пудкова | Способ подготовки дюралюминиевого барабана к нанесению халькогенидного покрытия |
-
1992
- 1992-10-02 RU SU5063883 patent/RU2033469C1/ru active
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
1. Производственная инструкция ПИ 1.2.255-83 "Термическая обработка полуфабрикатов и деталей из алюминия и алюминиевых деформируемых сплавов", с.2,24. * |
2. Алюминий. Свойства и физическое металловедение. Справочник. Пер.с англ. М., 1989, с.157. * |
3. Металловедение алюминия и его сплавов./Под ред. И.Н.Фридляндера. М.: Металлургия, 1983, с.169-179. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2487961C2 (ru) * | 2011-10-24 | 2013-07-20 | Открытое акционерное общество "Раменское приборостроительное конструкторское бюро" (ОАО "РПКБ") | Способ закалки листовых заготовок из алюминиевого сплава д16 |
RU2601519C2 (ru) * | 2015-02-25 | 2016-11-10 | Галина Владимировна Пудкова | Способ подготовки дюралюминиевого барабана к нанесению халькогенидного покрытия |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108220851B (zh) | 一种金属结构件及其加工方法 | |
CA2177019A1 (en) | Method and apparatus for simplified production of heat-treatable aluminum alloy castings | |
KR960700353A (ko) | 개선된 연성 및 인발 특성을 갖는 Al-Si-Mg 형태의 합금과 그 제조 방법(ALUMINIUM-SILICON-MAGNESIUM ALLOY HAVING IMPROVED DUCTILITY AND DEEP-DRAWING PROPERTIES, AND METHOD FOR PRODUCING SAME) | |
US4200476A (en) | Process for the thermal treatment of thick products made of copper-containing aluminum alloys of the 7000 series | |
RU2033469C1 (ru) | Способ термической обработки алюминиевых сплавов | |
US20020017344A1 (en) | Method of quenching alloy sheet to minimize distortion | |
CN1078263C (zh) | 铝合金板的制造方法 | |
JP2007530779A (ja) | 軽金属溶湯特にアルミニウム溶湯から作られた鋳造部品を熱処理する方法 | |
SU575039A3 (ru) | Способ термической обработки деформированных материалов на основе алюмини | |
EP1244819B1 (en) | Method of quenching an alloy sheet to minimize distortion | |
JPH06248400A (ja) | アルミニウム合金の鍛造方法 | |
EP0897995B1 (en) | Light-alloy casting, heat treatment method | |
US3580747A (en) | Production of aluminum zinc magnesium alloy articles | |
JP3403663B2 (ja) | 高炭素鋼の軟化焼鈍し方法 | |
SU779412A1 (ru) | Способ изотермического отжига заготовок из легированных сталей | |
JP2971145B2 (ja) | Al合金製部材の熱処理方法 | |
SU1456473A1 (ru) | Способ термической обработки проката | |
SU1659500A1 (ru) | Способ термической обработки холоднокатаной полосы из малоуглеродистой стали | |
RU2016092C1 (ru) | Способ термической обработки малолегированной заэвтектоидной стали перлитного класса | |
SU1201327A1 (ru) | Способ термической обработки доэвтектоидных сталей с видманштеттовой структурой | |
RU1835432C (ru) | Способ обработки алюминиевых сплавов | |
SU1425224A1 (ru) | Способ термической обработки чугуна | |
RU1770444C (ru) | Способ термической обработки сплава БрНБТ | |
SU1693087A1 (ru) | Способ термической обработки сталей | |
SU1359319A1 (ru) | Способ производства оцинкованных стальных полос дл особо сложной выт жки |