Температурный интервал нагрева

Температуру для закалки алюминиевых деформируемых сплавов выбирают так, чтобы концентрация легирующих компонентов в твердом растворе была максимальной. Это необходимое условие для высокой прочности при старении. Повышение температуры при достаточной для полноценного растворения избыточных фаз выдержке и резкое охлаждение способствует увеличению пересыщения твердого раствора.

Но нагрев не всегда является гарантией однофазного состояния (многие алюминиевые сплавы содержат такое количество легирующих элементов, которое превосходит предел растворимости). Разность интервала закалочных температур основывается на:

•  диаграмме состояния;
•  фазовом составе;
•  особенностях структуры, на которую влияет предшествующая обработка.

Верхняя предельно допустимая величина устанавливается, чтобы не было пережога. При этом учитываются:

•  наличие в сплаве легкоплавких эвтектик;
•  возможный перепад температур;
•  точность регулировки теплового режима.

Установка нижней границы зависит от требуемых свойств.
Диапазон допустимых температур для большинства алюминиевых сплавов довольно широк, однако рекомендуемый обычно находится в пределах 10°С. Наибольшим интервалом отличаются сплавы таких систем:

•  Al—Zn—Mg – 350 – 500°С;
•  А1—Zn—Mg—Сu – 460 – 500ºС.

 

Рекомендуемый температурный интервал нагрева промышленных алюминиевых сплавов под закалку
Система	Марка сплава	T, ºC
Al-Zn-Mg	В92Ц	450—470
	1911, 1915, 1925	450—460
Al—Zn—Mg—Си	B91, B95, В96Ц, В96Ц-1	465—475
	В96ЦЗ	460—470
	B93	450—465
Al—Сu—Mg	Д1	495-510
	Д19, ВД17	495—505
	ВАД1, M40	498—508
	Д16	490—498
Al—Си—Li	1230	515—525
Al—Си—Mn	Д20, 1201	530—540
	Д21	520—530
Al—Си— Mg—Fe—Ni	AK4-1	525—535
Al—Си—Mg—Si	AK8	495—505
	AK6	505—525
Al—Mg—Si	АД31, АДЗЗ, АД35	525—535
	АВ	510—530
Al—Mg—Li	1420	450—465

Изменения температур в диапазоне 460 – 480ºС практически не влияют на свойства сплава В95, если он находится в состаренном состоянии. Интервал может быть увеличен для холоднокатаных листов. Величина максимальной температуры имеет ограничения ввиду интенсивности диффузии в плакирующий слой. Сплав 1420 также принадлежит к числу элементов с широким диапазоном температур, который составляет 450 – 500°С. Особенно внимательным стоит быть при работе с дюралюминами (сплавами системы А1—Си—Mg). Интервал их температурного режима равняется всего 6 – 8°С, ведь максимальная величина ниже солидуса только на несколько градусов. Чрезвычайно важна точность для сплава Д16, который подвержен пережогам даже при рекомендуемых температурах (498 – 500°С), если в верхнем пределе по ГОСТу содержится магний и медь. По этой причине максимальной величиной рекомендуют считать 498°С. Если основные легирующие элементы расположены в нижнем пределе по ГОСТу, верхняя граница может быть увеличена до 503°С.

Зачастую закалку проводят при максимально допустимых температурах. При этом не стоит забывать, что их значение всего на 5 – 10°С меньше солидуса. Эти величины могут варьироваться в зависимости от предыдущих обработок и химического состава сплава.

Регламентированная максимальная температура также важна для:

•  уменьшения роста зерна;
•  сохранения нерекристализированной структуры;
•  снижения диффузии в плакирующий слой;
•  предотвращения чрезмерного окисления поверхности;
•  уменьшения вероятности образования трещин во время охлаждения;
•  снижения коробления.

Четкое соблюдение температурного режима и равномерность нагрева садки – обязательные условия закалки. Для обеспечения оптимального качества перепад температур должен быть меньше ±5ºС, а в отдельных случаях и ±3ºС.

Упрочнение зависит от режима закалки и системы легирования, на основе которой разработан сплав. Наибольшую прочность после закалки приобретают сплавы системы Al—Zn—Mg—Сu (показатель эффективности – 200—230МПа). Эффект закалки 100 — 180МПа характерен для сплавов, основывающихся на системах Al—Сu—Mn, А1—Сu—Mg, Al—Mg—Li, Al—Сu—Li, Al—Mg—Si—Сu, Al—Mg—Si. Исключение оставляют некоторые сплавы системы Al—Zn—Mg. Они немного теряют прочность ввиду большей гомогенности.