Старение алюминиевого профиля
20.09.2018
Алюминиевые профили подвержены различным видам термообработки. Одним из самых популярных способов обработки считается старение – процесс, способствующий повышению прочностных характеристик металла. Старение следует после закалки, когда сплав выдерживают при комнатной температуре несколько суток (естественное старение) или в течение 10 — 24 ч при повышенной температуре (искусственное старение).
Как это происходит?
В процессе старения происходит распад пересыщенного твердого раствора, что сопровождается упрочнением сплава. Распад пересыщенного твердого раствора, в решетке которого атомы меди располагаются статистически равномерно, осуществляется в несколько стадий в зависимости от температуры и продолжительности старения. При естественном (при 20°С) или низкотемпературном искусственном старении (ниже 100 — 150°С) не наблюдается распада твердого раствора с выделением избыточной фазы; при этих температурах атомы меди перемещаются только внутри кристаллической решетки α-твердого раствора на весьма малые расстояния и собираются по плоскостям {100} в пластинчатые образования или диски — зоны Гинье — Престона (ГП-1). Зоны ГП-1 в сплавах Al-Cu протяженностью 1—10 нм и толщиной 0,5—1 нм более или менее равномерно распределены в пределах каждого кристалла. Концентрация меди в зонах ГП-1 меньше, чем в CuAl2 (54%).
Различным вариантам параметров старения соответствуют различные обозначения состояния алюминиевых сплавов:
Т1 — охлажденый после прессования до комнатной температуры и естественно состаренный;
Т4 — после прессования закаленный с отдельного нагрева и естественно состаренный;
Т5 — охлажденный после прессования до комнатной температуры и искусственно состаренный до максимума прочностных свойств;
Т6 — после прессования закаленный с отдельного нагрева и искусственно состаренный до максимума прочностных свойств.
Пресс-эффект
Температура рекристаллизации некоторых сплавов алюминия с марганцем, хромом, никелем, цирконием, титаном и другими переходными металлами, подвергнутых по определенным режимам горячей, а в некоторых случаях и холодной обработке давлением, превышает обычно назначаемую температуру нагрева под деформацию или закалку. Поэтому после закалки и старения таких сплавов в них сохраняется нерекристаллизованная (полигонизованная) структура с высокой плотностью дислокаций, что значительно повышает прочность по сравнению с рекристаллизованной структурой. Это явление получило название структурного упрочнения. Структурное упрочнение по существу является высокотемпературной термо-механической обработкой.
В результате структурного упрочнения значения σ0,2 и σв повышаются до 30 — 40%. Наиболее сильно структурное упрочнение проявляется в прессованных полуфабрикатах (прутки, профили, трубы), поэтому это явление применительно к ним называют пресс-эффектом.
