Способ старения деталей высокоточных приборов из закаленного сплава ак8м

Способ старения деталей высокоточных приборов из закаленного сплава ак8м

Реферат

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при термической обработке деталей высокоточных приборов.

Известен способ старения закаленного алюминиевого сплава АК8М, который заключается в нагреве при 170±5°C с выдержкой в течение 8-16 часов и охлаждении на воздухе [I]. Способ взят в качестве аналога. Этот способ старения повышает прочность у сплава АК8М, но при этом существенно снижается пластичность (относительное удлинение - δ≥1,5%), что может привести к хрупкому разрушению деталей, особенно в условиях эксплуатации при отрицательных температурах (-60°С).

Известен способ двухступенчатого старения сплава АК8М, который включает нагрев при 130±5°C с выдержкой 2-3 часа, далее производят нагрев до температуры 160±5°C, выдерживают 4-6 часов и охлаждают на воздухе. Этот способ взят в качестве прототипа [II]. Способ-прототип не обеспечивает прочность, необходимую для тонкостенных деталей высокоточных приборов.

Технический результат изобретения - повышение прочности и надежности деталей.

Технический результат изобретения достигается способом старения деталей высокоточных приборов из закаленного сплава АК8М, включающим двухступенчатое старение с охлаждением на воздухе, в котором первую ступень старения проводят в течение 1,5 часов при температуре 140±5°С, а затем нагревают детали до 170±5°С, выдерживают 3 часа на второй ступени старения.

Предлагаемый способ старения деталей высокоточных приборов из сплава АК8М имеет новые существенные отличия от способов аналога и прототипа, что обеспечивает технический результат.

Технический результат достигается за счет образования центров зарождения упрочняющей фазы по всему объему сплава на первой ступени старения (140±5°С, 1,5 часа).

Это способствует дальнейшему равномерному образованию (коагуляции) упрочняющей фазы на второй ступени старения уже при более высокой температуре (170±5°С, 3 часа), что способствует увеличению прочности и пластичности закаленного сплава АК8М по сравнению со способом аналога и прототипа.

Пример практического применения.

Подвергали старению по различным режимам образцы 2-х плавок сплава АК8М.

Результаты исследования указаны в таблице.

Свойства образцов из сплава АК8М состаренных по различным режимам после закалки при 515±5°С - выд. 4 часа и охлаждение в воде
№№ п/п	№№ Плавки	Режимы старения	Свойства	Среднее значение свойств	Примечание
σв, кгс/мм2	δ,%	σв, кгс/мм2	δ,%
1	2	3	4	5	6	7	8
1	А	Нагрев до 170±5°С, выдержка 8 часов, охлаждение на воздухе	28,5-29	2,7-2,9
				29,6	2,6
	В	29-31	2,5-2,7
1a						Способ-аналог
А	Нагрев до 170±5°С, выдержка 16 часов, охлаждение на воздухе.	29,1-29,9	2,5-2,7
				29,7	2,5
	В	29,4-30,3	2,3-2,5
2	А	Нагрев до 130±5°С, выдержка 3 часа, нагрев до 160±5°С, выдержка 4 часа, охлаждение на воздухе	25,1-26,5	2,9-3,1		-
				25,8	3,0	Способ-прототип
	В	25,6-26	2,8-3,2
2а	А	Нагрев до 130±5°С, выдержка 2 часа, нагрев до 160±5°С, выдержка 6 часов, охлаждение на воздухе	25,1-26,5	2,9-3,1
				25,8	3,05
	В	25,4-26,1	3,0-3,2
		Нагрев до 140±5°С, выдержка 1.5 часа, нагрев до 170±5°С, выдержка 3 часа, охлаждение на воздухе					Предлагаемый способ
	А	29,2-31,1	3,0-3,2
3				30,3	3,1
	В	29,4-31,5	3,0-3,3
		Нагрев до 130±5°С, выдержка 3 часа, нагрев до 170±5°С, выдержка 8 часов, охлаждение на воздухе					Способ, выходящий за пределы предлагаемого
4	А	31,4-32,0	2,1-2,7
				32	2,4
'	В	32,1-32,5	2,0-2,5

Примечания к таблице. 1. При экспериментах использовали образцы №2 табл.3 ГОСТ 1583-93. Образцы отлиты в песчаные формы.

2.	Химический состав:	Si	Mn	Mg	Cu	Ti	Fe
	Плавка А	7,7	0,3	0,38	1,1	0,14	0,5
	Плавка В	7,8	0,33	0,39	1,3	0,15	0,38

3. На каждый режим термической обработки использовали по три образца каждой плавки.

4. Результаты свойств таблицы являются среднеарифметическими значениями испытаний 3-х образцов.

5. Точность температуры в электрических печах ±5°С.

Использование предлагаемого способа позволяет получить по сравнению со способом-прототипом следующие преимущества:

1) Повысить прочность σ_в более чем на 17%.

2) Сократить продолжительность технологического процесса на 1,5-4,5 часа.

Источники информации

Межгосударственный стандарт. Сплавы алюминиевые литейные.

Технические условия ГОСТ 1583-93. Приложение В. Рекомендуемые режимы термической обработки сплавов. Таблица В.1

I) Стр.41а; Стр.29а, б.

II) Стр.41б; Стр. 29а, б.

Способ старения деталей высокоточных приборов из закаленного сплава АК8М, включающий двухступенчатое старение с охлаждением на воздухе, в котором первую ступень старения проводят в течение 1,5 ч при температуре 140±5°С, а затем нагревают детали до 170±5°С и выдерживают 3 ч на второй ступени старения.