Способ термообработки алюминий-магниевых сплавов Советский патент 1983 года по МПК C22F1/47 

№ Сл

00

ьо Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к термической обработке, и может быть использовано для повышения способнос ти к горячей деформации алюминиевых сплавов, в которых наблюдается стро чечность, обусловленная выделением избыточных фаз при. изготовлении го рячекатанных или горячепрессованных заготовок вдоль направления главной деформации и приводящая к появлению трещин в участках локализации труд.норастворимых фаз. Известен способ термообработки алюминиевых сплавов, заключающийся в проведений гомогенизационного отжига при 480-530 С в течение времени выдержки до 36 часов l. Недостаток способа заключается в большой его.длительности, а также в том, что превышение температурой отжига температуры неравновесного солидуса, приводит к быстрому разви тию вторичной пористости. Известен способ термической обработки алкяминиевых, сплавов , включающий термоциклическую обработку в интервале температур (0,95-0,97)(0,75-0,8) абсолютной темлературы . плавления С выдержкой на каждой сту пени нагрева.Данный способ относитс к термической обработке литейных спла вов , в которых отсутствует строчечность. Повышение механических свойс сплавов здесь достигается за счет максимального растворения легирую1ЦИХ элементов в твердом растворе и создания особой дислокационной стру туры С 2. Однако данный способ не обеспечи вает повышение свойств деформируемых алюминиево-магниевых сплавов. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является способ, который включает гомогенизацию при 510550 С в течение 2-12 ч, охлаждение со скоростью 55,5°С/ч до 389-482 С, гомогенизацию при этой температуре в течение 2-12 ч, окончательное охлаждение до комнатной температуры СЗ. Недостаток известного способа заключается .в том, что выдержка при применении этого способа .очень длительна (до 12 ч при калодой температуре), при средней длительности обработки,не достигается достаточной деформируемости сплавов, кроме того, требуется контролируемая скорость охлаждения от более вы сокой до более низкой температуры. Целью изобретения является повышение способности сплавов к горячей деформации путем устранения строчечности структуры. Поставленная цель достигается тем, что по способу термообработки алюминий-магниевых сплавов, включаю щему нагрев до 540-550 С, ввдержку при этой температуре, охлаждение до более промежуточной температуры с последующей выдержкой при ней и окончательное охлаждение на воздухе, охлаждение ведут со скоростью 200-250 град/ч до 500-510С, причем нагрев и охлаждение проводят многократно с выдержкой 15-20 мИМ при каждой температуре. Параметры режима определяются следующими факторами. Максимальная температура отжига (550°С) обеспечивает насыщение вакансиями и отсутствие пережога, повышение минимальной температуры выше 510 С не дает достаточного пересыщения вакансиями, понижение ниже 500°С приводит к увеличению длительности. Скорость охлаждения менее 200С/ч приводит к отжигу вакансий, более 250 С/ч - труднодостижима в производственных условиях. Выдержка при обеих температурах более 20 мин нецелесообразна в связи с общим увеличением времени обработки, выдержка менее 15 мин не обеспечивает развитие диффузионных процессов, ответственных за устранение строчечности. Количество циклов зависит от устойчивости структуры, которая определяется, в основном, количеством модифицирующих (титан, цирконий) и упрочняющих (марганец, хром, молибден) добавок в сплаве. Трех циклов .достаточно при минимальном содержаНИИ легирующих элементов в спЛаве, допустимом соответствующим ГОСТом, десяти - при максимальном их содержании . Способ осуществляется следующим образом. Сплав, имеющий строчечную структуру после горячей прокатки или прессования, нагревают до 540-550с, выдерживают 15-20 мин, .охлаждают со скоростью 200-250° С/ч до 500-510 С, выдерживают при этой температуре 15-20 мин, вновь нагревают до 540550°С, после чего цикл повторяют 310 раз. Окончательное охлаждение проводят на воздухе. Пример. Циклический отжиг по предлагаемому режиму проводят на сплаве АМгб - промышленном деформируемом сплаве с максимальным содеранием магния. Образцы сплава, выезанные из горячепрессованного рутка со строчечной структурой, нагревают в электрической печи соротивления до , выдерживают 20 мин, охлаждают со скоростью 250 С о 500°С, вьщерживают 20 мин, сноба нагревают до 540°С с последующей

выдержкой и охлаждением и т.д., (все го 7 циклов), после чего охлаждают на воздухе до комнатной температуры. Изучение структуры сплава после отжига показало, что строчечность присущая исходному состоянию, устраиеиа.

Для сравнения проводят отжиг по известному способу: длительность отжига составляет по б ч при 53 5 С и при 445с. Как показьшает сравнение структур отожженного сплава, наиболее полно устраняется строчечность при отжиге по предлагаемому режиму.

Способность сплава к горячей деформации определяется по появлению трещин на боковой поверхности бочки после, горячей осадки между плоскими бойками на прессе усилием 100 т марки К-2130. Образцы сплава АМгб, обработанные по предлагаемому и известнр1 |у способам, нагревают до и осаживают до деформации 30, 50, 60, 70 и 80% (степень деформации определяют к.ак 9. -Tj-. 100.%

где Н- - начальная; h - конечная высота образца). Появление трещин наблюдают визуально. Для сравнения указанным образом осаживают также образцы в состоянии поставки. Трещины появляются при следующих степенях деформации :

Деформация по состоя60нию поставки, %

Деформация по известному способу, % 70. Деформация по пред; лагаемому способу, % 80

Таким образом, предлагаемый способ повышает способность сплава ,к горячей деформации.

Преимущества изобретения в сравне НИИ с известным способом заключаются в сокращении длительности отжнга как за счет уменьшения длительности выдержки при обеих температурах, так и за счет увеличения скорости охлаж.дения от более высокой и более низкой температуры. Так, если по известному способу общее время обработки составляет 14 ч (по 6 ч выдержки и 2 ч охлаждения), то по предлагаемому способу - всего 6ч (5 циклов при 20 мин выдержки при каждой температуре, охлаждение и нагрев по 10 мин; 5-220+5-2-10 300 мин). Кроме того, в результате более полного ранения строчечности структуры повышается способность к горячей деформации.

СПОСОБ ТЕРМООБРАБОТКИ АЛКМИНИЙ-МАГИИЕИЛХ СПЛАВОВ, включающий нагрев до 540-550 С, выдержку при этой температуре, охлаждение до промежуточной температуры с последующей выдержкой при ней и окончательное охлаждение на воздухе, о т л и ч и, ющ и и с я тем, что, с целью повышения способности сплавов к горячей деформации, охлаждение ведут со скоростью 200-250 град/час до 500-51О С. причем нагрев и охлаждение проводят многократно с выдержками 1520 мин при каждой температуре.