Втвърдяване на Al сплави
Втвърдяването (също втвърдяване или втвърдяване чрез утаяване) на алуминиеви сплави означава термична обработка, която увеличава твърдостта и здравината на материала.
Материалното свойство "втвърдяване" е важна предпоставка за използването на алуминиеви компоненти и конструкции от алуминий в много технически области на приложение. Например, всички въздухоплавателни технологии едва ли биха били възможни без закаляващи се с възрастта алуминиеви сплави. Тъй като алуминият, в комбинация с различни други елементи, е в състояние да образува закалими от възрастта сплави, той може да изпълни това важно основно изискване. В допълнение, има възможност за положително влияние върху стойностите на якостта на алуминиевите сплави по отношение на якостта, изисквана от технологията, чрез термична обработка, специално пригодена за съответните условия на разтворимост.
Важни изисквания за втвърдяване на алуминиеви сплави
- ограничена смесимост
- границата на насищане на легиращите елементи, които присъстват преобладаващо в смесения кристал, трябва да намалее значително при спадане на температурата
- трябва да е възможно „замразяване“ на пренаситено състояние с внезапно охлаждане
- Фазите за увеличаване на силата могат да бъдат премахнати чрез стареене
Втвърдяване на алуминиеви сплави
С някои материали може да се постигне огромно увеличение на якостта поради появата на крехки утайки. Предпоставката за това е частиците утайка да проникнат изцяло в матрицата. Конкретната форма, в която се разпределят утайките, се определя от условията на зародиш. Ако грубото разпределение трябва да се превърне във фино разделена форма на утаяване, частиците утайка трябва да бъдат напълно реформирани при променени условия. Този механизъм се отнася и за алуминиеви сплави.
Втвърдяването на сплав се извършва в три основни фази на трансформация. За целите на илюстрацията обяснението е дадено по-долу с помощта на двоична система. Избраният модел се състои от фазите α и β, където α представлява матрицата, която трябва да се консолидира, а β - крехката втора фаза.
Фаза на втвърдяване 1:
Първата цел е разтварянето на β-фазата. За тази цел се извършва термична обработка с разтвор в еднофазната зона на α-фазата. Позовавайки се на фигурата, температурата вече е T2. При тази температура β-фазата се разтваря в α-фазата, която е съставена предимно от В атоми.
Фаза на втвърдяване 2:
Това е последвано от внезапно охлаждане, така че всяка дифузия да бъде потисната. И накрая, при температура Т1 има пренаситен α смесен кристал. Сега той съдържа повече B атоми, отколкото би съответствало на действителното равновесие при температура T1. Точната степен на пренасищане е показана като разрез на оста на концентрация (изотерма Т1) .Първата точка на разрез е пресечната точка на изотермата Т1 с граничната линия на фазата α/α + β. В допълнение, точните съотношения на концентрациите могат да бъдат отчетени от тази изотерма (виж оста на концентрация при температура T1). Втората точка на пресичане показва перпендикуляра на точката *) към тази изотерма. На показаната илюстрация това е раздел xü.
Фаза 3 на втвърдяване:
В третия етап се елиминират В частици и всички частици, съдържащи В атоми. За целта дифузията, потисната от внезапното охлаждане, се стимулира отново по контролиран начин. Техниците наричат този процес аутсорсинг. Това води до фино диспергирани утайки, които генерират полета на изкривяване, известни също като матрични решетки. Този процес влияе върху всички процеси на формиране на дислокация и движение на дислокация. Ако вече има дислокации, те се блокират. Резултатът от алуминиевите сплави е ограничената пластична деформируемост, която в технологията се нарича втвърдяване.