Способ обработки сплавов на магниевой основе

Способ обработки сплавов на магниевой основе

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. СПОСОБ ОБРАБОТКИ СПЛАВОВ НА МАГНИЕВОЙ ОСНОВЕ, : включающий нагрев до температуры растворения упрочняющих фаз, охлаждение и деформацию, отличающийся тем, что, с целью повьоаения механических свойств при сокращении шгательности обработки, нагрев и охлаждение проводят мнюгократно, при этом нагрев сплава ведут со скоростью 5О-вО°С/мин, охлаждение проводят до 2ОО+ , а деформацию осуществляют при текщературе последнего нагрева с последующим охлаждением в воде. 2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что дефо мацию осушеств Л5ПОТ в два этапа, первый этап проводят при охлаждении перед заключительным нагревом , а второй - при температуре последнего нагрева с последующим охлажi дением в воде.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

09) О!) 3450 С 22 Р 1!06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

BIO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ (21) 3439108/22-02 (22) 17.03.82. ,(46) 07.08.83..Бюл. И 29 (72) Ю. Да Корягин ,(71) .Челябинский, политехнический институт им. Ленинского комсомола (53) 621.785.79 (088.8) (56) 1. Дриц М. Е. и др. Сверхлегкие конструкционные сплавы; М., Наука, 1972, с .134.

2. Авторское свидетельство СССР М 572531, кл. С 22 Р 1/06, 1977. (54) (57) 1. СПОСОБ ОБРАБОТКИ

СПЛАВОВ HA МАГНИЕВОЙ ОСНОВЕ, :включающий нагрев до температуры растворения упрочняюших фаз, охлаждение и деформацию, отличающийся тем, что, с целью повыпения механических свойств при сокращении длительности обработки, нагрев и охлаждение проводят многократно, при этом нагрев сплава ведут со скорост!ью 50- 60 С/мин

В охлаждение проводят до 200+ 10 С, а деформацию осуществляют при темпера» туре последнего нагрева с последующим охлаждением в воде.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что деформацию осущес гв » ляют в два этапа, первый этап проводят цри охлаждении перед заключительным нагревом, а второй — при температуре последнего нагрева с последующим охлаж- g дением в воде.

1033569

Изобретение относится к металлургии, в (астности к способам обработки двухфазных сплавов на основе магния, и может быть использовано в авиационной промышленности, а также машинострое- 5 нии.

Известен способ обработки магниевых сплавов, включающий нагрев до, 250-.300"С и деформашпо при этой температуре (1) .

Однако этот способ не обеспечивает сплавам высокого уровня прочностных характеристик.

Наиболее близким к изобретению является способ термомеханической обработ->5 ки сверхлегних сплавов на основе магния, включающий нагрев цо температуры растворения упрочняющих фаз, охлаждение до 20-200 С со скоростью 1-20 С и деформацию при этой температуре f2) . 20

Недостатком указанного способа является невысокий уровень механических свойств при продолжительном времени обработки.

Пель изобретения — повышение механических свойств сплава при сокрашении длительности обработки.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу обработки магниевых сплавов, включающему нагрев до тем-30 пературы растворения упрочняющих фаз, охлаждение и деформацию, нагрев и охлаждение проводят многократно, при этом нагрев сплава ведут со скоростью

О

50-60 С/мин, охлаждение производят до 200+ 10 С, а деформацию осуществляют при температуре последнего нагрева с последующим охлаждением в воде.

При этом деформация может быть проведена в 2 этапа, первый этап при ох- 40 лажцении перед заключительным нагревом, а второй — при температуре последнего нагрева с последующим охлаждением в воде, 45

Положйтельный эффект обусловлен формированием в процессе обработки магниевых сплавов структуры, содержащей продукты распада высокой степени дисперсности, и дислокационной структуры, приводящих к получению высокого

50 уровня как прочностных так и пластических характеристик по сравнению со свойствами, полученными после термомеханической обработки, Высокая скорость нагрева при термоциклировании (50«60 С/мин) до температур максимального растворения фаз приводит к созданию большого числа дефектов кристаллического строения, а релаксационные процессы, имеющие место при обычном печном нагреве, не успевают протекать в полной мере. В результате этого при термоциклировании происходит упрочнение металла. Кроме того, при быстрых нагревах и охлаждениях структурные составляющие сплава, обладающие различными коэффициентами теплопроводности и прочностью, претерпевают микропластическую деформацию.

Эта микродеформация вызывает увеличение плотности дефектов кристаллической решетки и упрочняет сплав. Дополнительное упрочнение вносит деформация, при которой формируется структура "горячего наклепа», фиксируемая охлаждением в воде.

Отсутствие выцержки при температурах нагрева исключает рост зерен, что способствует сохранению высокой пластичности сплава.

Оптимальное число циклов, обеспечивающих высокий комплекс механических свойств, равно 3-7. Число циклов менее трех не достаточно цля получения высоких прочностных характеристик, а более семи — приводит к накоплению большого количества микродефектов в сплаве, способствующих его охрупчиванию, и не сокращает длительность процесса обработки сплава по сравнению с известным способом, Промежуточное охлаждение на воздухе сопровождается протеканием процесса распада твердых растворов сплава, причем температура 200 10 С, до которой о осуществляется подстуживание, способствует коагуляции фаз, выдяляюшихся при распаде твердых растворов. При последующем нагреве происходит растворе« ние этих фаз в твердых растворах. Выбор температуры ниже 190 С нецелесообразен, поскольку температура 190 С является границей, ниже которой наблюдается интенсивное выделение частиц фаз из твердого раствора, которые не успевают растворяться в процессе нагрева при термоциклировании, что существен» но уменьшает эффект упрочнения, а следовательно, пластичность сплава. Выбор температуры подстуживания значительно выше 200 С сопровождается уменьшео нием интервала, в котором проходит термоциклирование сплава, что приводит к уменьшению количества дефектов кристаллического строения, образующихся при подстуживании, а это тоже снижает пластические и прочностные характеристики.

370

Известный

Предложен360

0,98

360 ный

360

3 1033569 4

Деформирование, проводимое после духе в течение 3 мин, при этом термоциклической обработки, и последую- верхности достигается температура" щее охлаждение в воду позволяют со- 200 С. Этот режим повторяют 4-Sip о И хранить высокий уровень прочностных и Затем заготовки подвергают деформации. пластических свойств, с обжатием 70% при температуре послед- деформация, проводимая в два этапа - него нагрева (360 "С), после чего слево время подстуживания перед заключи — дует немедЛенное охлаждение в водУ с тельным нагревом и при температуре температурой +18O C. последнего нагрева, способствует более Пеформирование проводили также в полному протеканию процессов старения. 10 два aòàïà: 1-й этап перед последним

Пластические характеристики в этом слу- нагревом со степенью деформации 20%, чае несколько вьпце, чем в первом слу- 2-й этап при температуре последнего чае, % нагрева 360 С со степенью деформации

Пример. Заготовки из сплава 50% с последующим охлаждением в воМА 21 нагревают до 360 С в течение !5 ду.

6-7 мин со средней скоростью Режим обработки и свойства сплава

55+5 С/мин, затем охлаждают на возо приведены в таблице.

1033569,Продолжение таблицы .

Механические свойства

13,0

Извеот- 150 ный

360

325

19,0

260

19,5

260

360

Прелложенный

20,5

200

320

360

Составитель Е. Носырева

Редактор В, Данко Техред Ж.Кастелевич Корректор: А, Ференц

Заказ 5564/28 Тираж 627 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.;.д. 4/5

Филиал ППП П атент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Как видно из таблицы, после обра- ботки по предлагаемому .способу прочностные характеристики возрастают на

15-20 NIla а пластичность на 50-60% по сравнению с известной обработкой;

Кроме того, сокращается длительность обработки в l 5-2 раза. При onтимальном числе циклов (3-5) длитель. ность обработки составляет 24 и 42 мин соответственно, тогда как при известном способе продолжительность нагрева 60мин.

Применение предложенного способа позволит значительно увеличить механические характерно тки сплавов при сокращении времени обработки.