Термомеханическая обработка.

ТМО заключается в сочетании пластической деформации стали в аустенитном состоянии с закалкой. Формирование структуры закаленной стали при тмо происходит в условиях повышенной плотности и оптимального распределения дислокаций, обусловленных условиями горячей деформации. Различают два основных способа: высокотемпературная термомеханическая обработка (ВТМО) и низкотемпературная термомех обработка (НТМО). ВТМО: сталь деформируют при t выше А_С3 при которой сталь имеет аустенитную структуру. Степень деформации составляет 20-30%. После деформации следует немедленная закалка во избежании развития рекристаллизации. НТМО сталь деформируют в t зоне существования переохлажденного А в области его относительной устойчивости 400-600. t деформации должна быть выше точки М_Н, но ниже температуры рекристалл. Степень деформации обычно составляет 75-95%. Закалку осуществляют сразу после деформации. После закалки в обоих случаях следует низкоt отпуск 100-300. Такая комбинированная тмо позволяет получить очень высокую прочность, хорошую пластичность и вязкость.

Возрастают пластичность и сопротивление разрушению.

Алюминий и его сплавы. Достоинства и недостатки, область применения. Классификация аллюминиевых сплавов. Пресс-эффект в аллюминиевых сплавах.

Алюминий – металл серебристо-белого цвета. Температура плавления – 600град.С, имеет ГЦК решетку. В чистом виде используется в электротехнической промышленности (провода, фольга). Основное применение находят сплавы на основе алюминия (ал-медь, ал-кремний, ал-магний, ал-медь-магний, ал-медь-магний-кремний, ал-магний-кремний)

Все сплавы алюминия можно разделить на группы:

1. деформируемые, предназначеные для получения полуфабрикатов (листов, плит, прутков, профилей и тд), поковок и штамповых заготовок путем прокатки, прессования, ковки и штамповки. Деформируемые сплавы подразделяются на сплавы, упрочныемые ТО и неупрочняемые ТО.

2. литейные, предназначенные для фасонного литья.

Сплавы алюминия, обладая хорошей технологичностью во всех стадиях передела, малой плотностью, высокой коррозионной стойкостью, при достаточной прочности, пластичности и вязкости нашли широкое применение в авиации, судостроении, автостроении, строительстве и в других отраслях промышленности и нар.хоз-ва.

Для упрочнения алюминиевых сплавов применяют закалку и старение, а для устранения неравновесных структур и деформационных дефектов строения, снижающих пластичность сплава, - отжиг.

Температура рекристаллизации некоторых сплавов алюминия с марганцем, хромом, никелем, цирконием, титаном и др. превышает обычно назначаемую t нагрева под дефомацию или закалку, поэтому после закалки и старения этих сплавов в них сохраняется некристаллизованная (полигонизованная) структура с высокой плотностью дислокаций, что повышает ее прочность по сравнению с рекристаллизованной структурой. Это явление получило название структурного упрочнения. Наиболее сильно проявляется в прессованных полуфабрикатах (прутки, профили, трубы) и поэтому это явление применительно к ним называется пресс-эффектом.

Выскопрочные аллюминиевые сплавы, сплавы для ковки и штамповки, жаропрочные алюминиевые сплавы, марки, состав, свойства, термическая обработка, область применения.

Дуралюмины – сплавы Ал-медь-магний, в которые дополнительно вводят марганец (повышает свойства против коррозии), железо и кремний. Маркируется буквой Д и цифрой, например Д1 содержит: 3,8-4,2%меди, 0,5-0,8 магний и марганца. Более широкое применение – Д16. Листы дуралюмина для повышения коррозионной стойкости подвергают плакированию (покрытию тонким слоем алюминия высокой чистоты) или электрохимическому оксидированию.

Упрочнение достигается закалкой и старением.

Закалка – для получения однородного твердого раствора. Старение в три этапа. 1.появляются участки обогощенные медью- 3ГП1, увеличение твердости изза искажения кристаллич.реш-ки. Затем появляется зона ГП2, имеет строение приближающееся к CuAl₂ – зонное старение.

2.Греем, ГП2 превр-ся в метастабильную фазу CuAl₂, имеющую ГЦК реш-ку, эта фаза когерентно связана с матрицей. Твердость и прочность максимальна. – фазовое старение.

3. греем. Фаза начинает расти. Размеры начинают расти, нарушается когерентность. Прочность и тв-сть меньше – коагуляционное старение.

Дуралюмины удовл.обр-ся резанием, хорошо свариваются точечной сваркой и не свариваются сваркой плавлением (изза склонности к образованию трещин), из Д16 изготавливают обшивки, шпангоуты, стрингера и лонжероны самолетов, силовые каркасы, кузова автомобилей и т.д.

Наряду с дюралюмином применяются другие сплавы, имеющие большую твер-сть и прочность. Если есть цинк, маркируется, например В95: 10%цинк, 2%магний,2%медь. Наиболее прочный – В96: 8-9%цинка,2,5%магния,>2%меди,цирконий.

Авиаль. Маркируются АВ: медь 0,1-0,5%, магний 0,45-0,9%, марганец 0,15-0,35, кремний 0,5-1%. Про прочности уступают дуралюминам, но более пластичны в холодном и горячем состояниях. Обр-ся резаним, свариванием. Закаливают при t=515-525град. затем производится старение 160град. 10-12часов. Высокопрочные сплавы В95-96,Д16,Д20 применяют для изготовления деталей и элементов конструкций самолетов, которые требуют долговечности при переменных нагрузках.

Алюминиевые сплавы для ковки и штамповки отличаются высокой пластичность при t=380-450град., удовл. лит.св-ва, по составу близки к дуралюмину Д1, если Д1 исп-ся для ковки, то маркируется АК1, кроме этого исп-ся АК6, АК8, АК4. подвергают закалке и старению. Наряду с упрочняющей фазой встречаются и др.фазы. хорошо свариваются контактной и др. сваркой.

Жаропрочные сплавы. Исп-ся для деталей работающих при t до 300град(поршни, головки цилиндров, крыльчатки, лопатки компрессоров и т.д.). имеют более сложный хим.состав. легируются железом, никелем и титаном. Например, высокая прочность сплава Д20 достигается благодаря высокому содержанию меди, марганца и титана. Сплавы АК4-1 закаливают при 530град в холодной или горячей воде и подвергают старению при t=200град.

Деформируемые аллюминиевые сплавы, неупрочняемые термической обработкой. Марки, состав, свойства, область применения.

К этим сплавам относятся сплавы алюминия с марганцем или с магнием: АМг и Амц. Цифы в маркировке – это номер сплава, а не химический состав. Эти сплавы имеют малую прочность но высокую пластичность. Повышение прочности при некотором уменьшении пластичности достигается нагортовкой. Если сплав неупрочнен – в конце буква М, полунагортован – П, нагортован – Н. Сплавы обрабатываются давлением (штамповка, гибка и тд), хорошо свариваются и обладают высокой коррозионной стойкостью. Обработка резанием затруднена. Применяют для сварных и клепанных элементов конструкций, испытывающих небольшие нагрузки и требующие высокого сопротивления коррозии. Например, сплавы АМц, АМг2, АМг3 нашли применение в изготовлении емкостей для жидкости (баки для бензина), трубопроводов, палубных надстроек, морских судов и т.д.. Для средненагруженных деталей конструкций используют сплавы АМг5, АМг6 (рамы и кузова вагонов, корпуса и мачты судов и т.д.)