Реферат: Алюминий-литиевые сплавы
Т8 – закалка, холодная деформация и последующее искусственное старение . Применимы для полуфабрикатов, подвергаемых холодной деформации для повышения прочности, а также для которых влияние холодной деформации при прогладке или растяжке оговариваются в технической документации. Степень холодной деформации обозначается цифрой 8.
Т9 – закалка, искусственное старение и последующая холодная деформация.
Т10 – охлаждение от температур горячей деформации, холодная деформация и последующее искусственное старение.
Закалка или обработка на твердый раствор состоит в нагреве литых или деформированных полуфабрикатов до соответствующей температуры, выдержке при этой температуре, продолжительность которой достаточна для перехода составляющих в твердый раствор, и быстром охлаждении для фиксации твердого раствора. Например, у некоторых сплавов серии 6000 необходимые механические свойства достигаются либо при охлаждении с печью от температуры нагрева под закалку, либо при охлаждении от температур горячей деформации со скоростью, достаточной для того, чтобы избежать распада твердого раствора, что аналогично операции закалки. В таких случаях для дифференциации соответствующих состояний используют обозначения Т3, Т4, Т6, Т7, Т8 и Т9.
Кроме термической обработки, в этой системе обозначений существуют еще обозначения таких состояний: F - без какой- либо дополнительной обработки после изготовления ; О – отожженное состояние ; W – закаленное состояние, нестабильное . Эти состояния менее стабильны, чем состояния, получаемые при термической обработке.
Для деформированных полуфабрикатов, в которых остаточные термические напряжения уменьшают посредством холодной деформации, используют следующие обозначения:
ТХ51 – уменьшение остаточных напряжений после закалки посредством растяжки с определенной остаточной деформацией (0,5-3,0%) в зависимости от вида полуфабриката. Обработка с таким обозначением применяется главным образом для плит, катаных и холоднодеформированных полос и прутков, не подвергаемых дополнительной правке после растяжения. Применительно к прессованным пруткам, полосам, профилям и трубам используют обозначение: ТХ510 – без дополнительной правки после растяжки; ТХ511 – с незначительной правкой после растяжки для обозначения стандартных требований по допускам.
ТХ52 – уменьшение остаточных напряжений сжатием . Применяется для полуфабрикатов, в которых уменьшение остаточных напряжений после закалки производится посредством правки сжатием с остаточной деформацией 1-3%.
ТХ54 – уменьшение остаточных напряжений растяжением и сжатием. Применяется для штамповок, остаточные напряжения в которых уменьшают путем холодной калибровки в окончательном штампе.
Вместо буквы «Х» в обозначениях вида обработки полуфабрикатов, вызывающей снижение остаточных напряжений, в зависимости от состояния указываются соответствующие цифры 3, 6, 7 или 8 (например, вместо ТХ52 будет Т652 или Т852).
Те же самые цифры могут использоваться в сочетании с символом состояния W для обозначения нестабильного закаленного состояния полуфабрикатов, для которых необходима правка для уменьшения остаточных напряжений.
Для деформированных полуфабрикатов, термообработанных из состояния О и F без правки после закалки, используются такие обозначения: Т42 – закалка из состояний О или F и последующее естественное старение до получения устойчивого состояния; Т62 - закалка из состояний О или F и последующее искусственное старение.
Изменяя режимы термической и термомеханической обработки алюминий-литиевых сплавов, можно получать различный комплекс свойств.
Алюминий-литиевые сплавы наиболее эффективно применяются в летательных аппаратах. Это связано с тем, что они имеют более высокую стоимость, но при этом более низкую плотность и более высокий модуль упругости по сравнению с традиционными алюминиевыми сплавами систем Al-Cu-Mg и Al-Zn-Mg-Cu.
Оптимальное сочетание прочностных свойств, коррозионной стойкости, характеристик трещиностойкости и вязкости разрушения обеспечивается получением полуфабрикатов с заданной регламентированной структурой и применением термомеханической обработки, включающей закалку, определенную холодную деформацию и старение. Например, для обеспечивания высокой трещиностойкости с целью замены сплава 2024Т3 рекомендуется применять листы сплава 2091 в состоянии Т8Х, которые после закалки подвергают 3%-ной холодной деформации растяжением и последующему искусственному старению при 1350 С , 10 ч. Средняя прочность при некотором понижении характеристик трещиностойкости достигается на листах из сплава 2091 в состоянии Т8 – закалка, растяжение на 3%, старение при 1850 С, 24 ч. Аналогичные режимы термомеханической обработки применяют и при изготовлении полуфабрикатов из отечественных алюминий-литиевых сплавов.
Алюминий-литиевые сплавы занимают особое положение среди других стареющих алюминиевых систем, что обусловлено их более высоким модулем упругости и меньшей плотностью, свойствами, открывающими новые возможности применения металлических легких материалов, в частности для аэрокосмической техники. Однако при этом им свойствен один недостаток – низкая пластичность в состоянии максимальной прочности. Для его преодоления проведено много исследований влияния различных факторов на пластичность и характеристики разрушения алюминий-литиевых сплавов. Выяснено, что причинами пониженной пластичности и вязкости разрушения являются неоднородность деформации; наличие зон, свободных от выделений упрочняющей фазы, связанных с зарождением различных фаз, содержащих литий, по границам зерен; появление пор возле крупных частиц и наличие естественных примесей, таких как K, Na, S, H2 , Fe, Si, образующих или легкоплавкие эвтектики по границам зерен, или выделение по ним фаз. Перечислю основные меры, которые были предложены для решения этой проблемы (повышения пластичности). В первую очередь это легирование алюминий-литиевых сплавов медью и магнием, которые образуют тройные фазы с литием и вызывают твердорастворное упрочнение. Эти фазы наряду с промежуточной способствуют упрочнению сплавов при старении, и более однородной его деформации. Этой же цели служит и легирование алюминий-литиевых сплавов цирконием и скандием. Еще есть метод двухступенчатого старения. Такое старение вызывает более равномерное распределение фаз выделения и стабилизацию дисперсной структуры. Однако следует сказать, что еще не исчерпаны все возможные способы улучшения пластичности сплавов Al-Li.
Исследованию алюминий-литиевых сплавов, усовершенствованию технологии производства различных полуфабрикатов, разработке новых композиций сплавов и оценке перспективности их применения, особенно в авиационной технике, уделяется большое внимание во многих странах.
Список литературы.
1. И. Н. Фридляндер, К. В. Чуистов, А. Л. Березина, Н. Н. Колобнев. Алюминий-литиевые сплавы. Структура и свойства. – Киев, «Наукова думка», 1992.
2. И. Н. Фридляндер. Металловедение алюминия и его сплавов. – М.: «Металлургия», 1971.
3. И. Н. Фридляндер. Конструкционные сплавы (серия Алюминиевые сплавы). – М.: «Металлургия», 1968.
4. Алюминий: свойства и физическое металловедение: Справ. – М.: «Металлургия», 1989.
5. Применение алюминиевых сплавов (серияАлюминиевые сплавы): Справочное руководство (под ред. А. Т. Туманова). – М.: «Металлургия»,1973.