Магниевых сплавов

Литейные магниевые сплавы подвергают термической обработке для повышения механических свойств (закалка и старение) и уменьшения остаточных напряжений (отжиг Т2).

Так как магниевые сплавы при повышенных температурах могут вступать в реакцию с составляющими атмосферы печи, при нагреве используют только электрические печи. Нагревательные элементы должны быть тщательно экранированы, экраны и внутренний кожух печи изготавливают из нержавеющей стали. Нагрев полуфабрикатов из магниевых сплавов в жидких селитровых ваннах запрещен во избежание взрыва и пожаров.

Для уменьшения окисления нагрев проводят в нейтральной атмосфере углекислого газа, аргона и др. или в воздушной атмосфере с добавкой 0,5–1 % SO₂.

В структуре отливок имеются неравновесные фазы, поэтому для ряда сплавов разработаны ступенчатые режимы нагрева под закалку.

Время выдержки при температуре нагрева под закалку колеблется в широких пределах и зависит от состава сплава и структуры отливок. Величина зерна в отливках в значительной мере определяется толщиной стенки сечения и применяемым способом литья. Чем массивнее отливка и меньше скорость охлаждения при затвердевании, тем грубее зерно. В зависимости от этих факторов время выдержки при нагреве под закалку может изменяться в широких пределах.

Закалка литейных магниевых сплавов приводит к существенному повышению механических свойств, особенно в сплавах системы Mg–Al–Zn, поэтому ее часто проводят без последующего старения (режим Т4). Охлаждение после нагрева под закалку выполняют в спокойном воздухе. Для интенсификации охлаждения при закалке некоторых сплавов применяют также обдувку струями воздуха или охлаждение в подогретой до 80–95 ^оС воде. Искусственное старение проводят в печах с воздушной атмосферой, а охлаждение – на спокойном воздухе. Процессы распада при старении сопровождаются объемными эффектами, вызывающими изменение размеров отливок.

С целью повышения технологической пластичности при обработке давлением слитки магниевых сплавов подвергают гомогенизационному отжигу (табл. 6.2).

Таблица 6.2

Режимы гомогенизации магниевых сплавов

Температуры начала и конца рекристаллизации деформируемых магниевых сплавов составляют, соответственно, 150–300 ^оС и 200–400 ^оС в зависимости от состава и чистоты сплавов и условий деформации. Величина рекристаллизованного зерна существенно возрастает с повышением температуры отжига, особенно при малых степенях деформации. Поэтому температура рекристаллизационного отжига не должна быть чрезмерно высокой.

Поскольку эффект упрочнения магниевых сплавов при старении невелик, то наиболее распространенными видами термической обработки полуфабрикатов из магниевых сплавов являются высокотемпературный (рекристаллизационный) и низкотемпературный (для снятия напряжений) отжиги, а также закалка [2].

К наиболее распространенным дефектам термической обработки относят неполную закалку, рост зерна, окисление поверхности, пережог и коробление полуфабрикатов.

Неполная закалка вызывается либо пониженной температурой нагрева под закалку, либо недостаточной выдержкой при этой температуре. Проявляется она в снижении прочностных свойств.

Рост зерна при нагреве под закалку связан с неоднородностью структурного состояния полуфабрикатов после литья или деформации. Чтобы предотвратить возникновение роста зерна и вызываемого им снижения механических свойств, можно использовать отжиг для снятия напряжений перед закалкой либо ступенчатый нагрев под закалку.

Окисление поверхности при нагреве под закалку вызывается несоответствием защитных атмосфер требуемым условиям. Это может быть связано с недостаточной подачей сернистого газа, подсосом воздуха, содержащим водяные пары, и т.п.

Пережог возникает при превышении допустимых значений температуры нагрева под закалку или слишком высоких скоростей нагрева. При пережоге оплавляются легкоплавкие неравновесные или избыточные равновесные фазы, что приводит к резкому снижению механических свойств.

Коробление полуфабрикатов и деталей из магниевых сплавов при термической обработке определяется многими факторами, особенно неравномерным распределением температур по сечению изделия в процессах нагрева под закалку. Для предотвращения коробления необходимо применять специальные поддоны или приспособления для изделий сложной конфигурации [2].

Поиск по сайту: