2.4 Определение параметров режимов структурных обработок

2.4.1 Параметры термической обработки:

I) Отжиги 1-го рода:

а) гомогенизирующий.

Температура нагрева или выдержки определяется

,

где 0,8 ¸ 0,95 - коэффициент, не зависящий от типа сплава.

Но так как эта температура соответствует двухфазной области, а гомогенизацию лучше проводить в однофазной, то корректируем ее, увеличивая до 810°С.

Продолжительности выдержки должна быть достаточна для протекания СП — гомогенизации матричного твердого раствора по растворенному компоненту (tэфф). Эта выдержка довольно длительна. На практике бериллиевые бронзы при данном отжиге выдерживают в течении 1¸3 часов [3].

Скорость охлаждения регламентируется т.к. при окончании выдержки в сплаве согласно диаграмме состояния наблюдается ФП:

Ø растворение-выделение;

Ø эвтектоидное.

Скорость охлаждения должна быть достаточно низкой, чтобы обеспечить протекание соответственных ФП по диффузионному механизму.

б) рекристаллизационный.

Температура нагрева или выдержки определяется:

.

Т.к. ниже tс согласно диаграммы состояния (рис.1.1) мы имеем гомогенный твердый раствор a , то n = 0,4 ¸ 0,45:

.

Температура рекристаллизационного отжига:

,

где 30 ¸ 50 - необходимый интервал перегрева для начала структурного превращения.

Продолжительность выдержки должно быть достаточной для протекания СП — первичной рекристаллизации ( t эфф)

Скорость охлаждения регламентируется т.к. в сплаве согласно диаграмме состояния наблюдается ограниченная растворимость Cu в Be (Vохл £ Vкр.охл).

II) Отжиги 2 рода:

а) гетерогенизирующий.

Температура нагрева или выдержки:

,

где 30 ¸ 50 - необходимый интервал перегрева для начала ФП растворения.

Продолжительность выдержки должна быть достаточна для протекания ФП растворения и пост фазовых СП.

Скорость охлаждения должна быть достаточно медленной, чтобы превращение было полным и фазовый состав соответствовал равновесному [4].

Vохл £ Vкр.охл (критическая скорость охлаждения при отжиге)

б) с фазовой перекристаллизацией.

Температура нагрева или выдержки:

,

где 30 ¸ 50 - необходимый интервал перегрева для начала ФП полиморфного или эвтектоидного.

Т.к. при этой температуре в сплаве сосуществуют две фазы, то данная перекристаллизация является неполной (неполный отжиг). Для проведения полной фазовой перекристаллизации нужно нагрев осуществлять в однофазную область a, что производится при ранее назначенном гетерогенизирующем отжиге. А, так как , в принципе, параметры охлаждения и выдержки при этом у них сходны, то они в данном сплаве могут считаться взаимно заменяющими.

III) Закалки:

а) с полиморфным превращением.

Температура нагрева или выдержки:

где 30 ¸ 50 - необходимый интервал перегрева для прохождения эвтектоидного ФП, которое включает в себя полиморфное.

Продолжительность выдержки должна быть достаточной для протекания эвтектоидного ФП.

Скорость охлаждения должна быть достаточно высокой, чтобы исключить распад пересыщенного матричного раствора в процессе охлаждения в диффузионной области превращения.

В общем случае Vохл ³ Vкр.охл (критическая скорость охлаждения при закалке, проходящий по данному ФР).

б) без полиморфного превращения.

Температура нагрева или выдержки:

,

где 30 ¸ 50 - необходимый интервал перегрева для начала ФП растворения.

Продолжительность выдержки должна быть достаточной для протекания ФП растворения-выделения.

Скорость охлаждения должна быть достаточно высокой, чтобы исключить распад пересыщенного матричного раствора в процессе охлаждения. Однако если сплав в дальнейшем будет подвергнут старению закалка может быть не очень резкой [3].

В общем случае Vохл ³ Vкр.охл (критическая скорость охлаждения при закалке, проходящий по данному ФР).

Так как данная закалка производится с температур больших, чем значение температуры фазового равновесия эвтектоидного превращения, то ее нельзя назвать чисто закалкой на пересыщенный твердый раствор. Она, в данном сплаве, является смешанной, поэтому и назначаем именно ее.

IV) Стабилизирующая обработка:

а) старение.

Температура старения:

,

Продолжительность выдержки должна быть достаточна для протекания ФП и получения устойчивого состояния сплава [4].

Скорость охлаждения при стабилизирующих обработках обычно не регламентируются.

б) отпуск.

Максимальная температура отпуска:

,

Продолжительность выдержки должна быть достаточна для протекания СП и получения более равновесного состояния сплава [4].

Скорость охлаждения при стабилизирующих обработках обычно не регламентируются.

2.4.2 Параметры деформационно-термической обработки:

а) термомеханическая обработка. ВТМО и НТМО стареющих сплавов.

ВТМО: минимальная температура горячей деформации

,

где 0,7 ¸ 0,9 - коэффициент не зависящий от типа сплава.

Так как она соответствует двухфазной области на диаграмме состояния (см. рис.1), что не желательно для данной обработки, то корректируем ее в сторону увеличения до 810°С.

Используемая степень деформации (истинная) е = 0,3…0,5.

Если за время деформации успела пройти полигонизация, то последующая выдержка не нужна. Если же нет, то продолжительность выдержки должна быть достаточной для завершения полигонизации.

Скорость охлаждения должна быть больше или равной критической скорости охлаждения при закалке на пересыщенный твердый раствор (Vкр). После ВТМО должна проводится стабилизирующая обработка — старение.

Температура старения:

.

Время выдержки при старении должно быть достаточным для протекания ФП и получения устойчивого состояния сплава.

Скорость охлаждения при старении не регламентируется.

НТМО: ее особенностью есть деформирование метастабильной при данной температуре фазы, поэтому перед ее проведением должна обязательно идти подготавливающая закалка на это метастабильное состояние.

Температура холодной деформации:

,