Глава 10.2. Алюминиевые сплавы / 10.2.2. Деформируемые сплавы
Деформируемые сплавы, не упрочняемые термической обработкой, являются однофазными. К ним относятся сплавы системы алюминий — марганец (АМц) и алюминий — магний (АМг). Эти сплавы характеризуются высокой пластичностью и коррозионной стойкостью, но их прочность невысока (150...350 МПа). Сплавы применяют для изготовления малонагруженных деталей, в том числе работающих в агрессивных средах. Детали можно изготавливать холодной штамповкой, сваркой.
Деформируемые сплавы, упрочняемые термической обработкой, являются двухфазными. Наибольшее распространение получили сплавы, легированные медью, магнием, марганцем, — дюралюмины. Дюралюмины маркируются буквой Д, за которой следуют цифры, указывающие условный номер сплава.
Сплавы деформируются в горячем и холодном состояниях. После холодной деформации дюралюминий подвергают смягчающему отжигу при температурах 340...370°С.
Упрочнение сплавов достигается за счет дисперсионного твердения (см. подразд. 2.7). Упрочняющая термическая обработка состоит из закалки и старения. Пределы прочности упрочненных дюралюминов и сталей примерно равны: у дюралюминов σв = 300...520 МПа, у стали СтЗ σв = 370...480 МПа.
Закалку проводят от температур 490... 510 °С с охлаждением в воде. Старение, при котором достигается повышение прочности и твердости, может быть естественным при температуре цеха в течение 5...1 сут или искусственным при температурах 150...180 °С в течение 2...4 ч.
При более высоких температурах процесс старения ускоряется — получение максимальной прочности и твердости достигается за более короткое время (рис. 10.3).
Рис. 10.3. Зависимость предела прочности ов дюралюмина от продолжительности старения т при различных температурах
Однако существует некая предельная температура (200 °С), при которой старение уже не позволяет получить максимальную прочность, Это так называемое перестаривание связано с тем, что при такой температуре происходит выделение и рост частиц второй фазы и, как следствие, снижение прочности.
Если после закалки и естественного старения дюралюмин подвергнуть нагреву до 200...250 °С, то он разупрочняется и приобретает свойства, соответствующие закаленному состоянию. Это явление называется возвратом. Процесс упрочнения и возврата может повторяться многократно, однако при этом происходит ухудшение коррозионной стойкости.
Дюралюмин поставляется в виде профилей, прутков, листов и др.
Сплавы авиаль (Аl — Mg — Si — Сu) уступают по прочности дюралюминам, но обладают лучшей пластичностью. Эти сплавы подвергают закалке от температур 515...530 °С в воде, а затем естественному или искусственному старению. Искусственное старение осуществляют при температурах 150... 170°С. Сплавы поставляют в листах, трубах и др.
Для изготовления деталей ковкой и штамповкой применяют сплавы АК (АК1, АК6, АК8), легированные в небольших количествах кремнием (0,7... 1,2%) и железом (до 1,6%). Эти сплавы обладают высокой пластичностью при температурах ковки и штамповки 450...475 °С. Термическая обработка сплавов АК состоит из закалки от температур 490... 515 °С в воде и старения при 150...160 °С в течение 5... 15 ч.