ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 15.10.2024
Просмотров: 71
Скачиваний: 0
Для изучения процессов старения сплава АК8 при температурах 150 н 170°С были проведены непрерывные измерения электрической проводимости.
Электрическая проводимость сплавов АК6, АК8, гак же как сплава Д16, в течение первых пяти часов после закалки снижается и практически достигает значений электрической проводимости состаренного материала, а предел прочности сначала возрастает быстро, а затем медленнее и к концу пятых суток рост его прекращается.
|
Жаропрочные алюминиевые сплавы типа АК.4-1 ис |
|||||
пользуют для |
деталей, работающих |
при |
температурах |
|||
до |
300 °С. К |
ним |
относятся поршни, |
головки цилинд |
||
ров, |
крыльчатки, |
лопатки и диски осевых |
компрессоров |
|||
и |
т. |
п. |
|
|
|
|
Характер изменения электрической проводимости об разцов сплава АК4-1 изучался в зависимости от различ ных режимов термической обработки: при обычной за калке в зависимости от температуры среды охлаждения, температуры старения, длительности старения и при изо термической закалке в зависимости от изотермической выдержки при охлаждении в расплаве селитры и дли тельности изотермической выдержки в среде охлаждения (рис. 4-6).
Измерение электрической проводимости проводилось параллельно двумя методами: индукционным и электро контактным на микроомметре М-246. Образцы для изме рения контактным методом вырезались из центральной части темплета. При бесконтактном методе измерение электрической проводимости производилось по сечению темплета через каждые 10 мм. Изменений показаний по сечению темплета выявлено не было.
Электрическая проводимость сплава в прессованном состоянии без термической обработки в среднем равна 20 м/ (ом • мм2).
На рис. 4-6,а показаны изменения электрической про
водимости при закалке |
в масле |
(пунктирная |
кривая) |
|||
(температура масла 20°С) |
и воде при температурах от |
|||||
20 до 100 °С и последующем |
искусственном |
старении при |
||||
температурах от 180 до |
200 |
°С при выдержках |
времени |
|||
Т до |
16 ч. |
|
|
|
|
|
На рис. 4-6,6 показаны изменения электрической про |
||||||
водимости при изотермической закалке в |
расплаве со |
|||||
лей |
при температурах |
150, |
180 |
и 200 °С, |
охлаждении |
в воде и искусственном старении при температуре 190°С
66
С понижением температуры воды при закалке про цесс распада твердого раствора происходит интенсивнее, причем электрическая проводимость тем больше, чем вы ше температура и длительность выдержки искусственно го старения. Закалка в масле существенно изменяет ха рактер изменения электрической проводимости.
/9 |
80°т(гоо°с) |
200
/7 |
|
|
Щ5 |
Г |
|
/2 |
||
8 |
||
Рис. 4-6. Электрическая |
проводимость сплава АК4-1 |
в прессованном состоянии после различных видов тер мической обработки (в скобках указана температура старения).
При изотермической закалке закономерность измене ния электрической проводимости соответствует измене нию электрической проводимости при обычной закалке. Повышение температуры расплава солей увеличивает электрическую 'проводимость сплава. Наиболее высокое значение электрической проводимости соответствует тем пературе 200°С. При этомтермически обработанный сплав по электрической проводимости трудно отличить от сплава в 'исходном состоянии.
5* |
67 |
4-4. ВЛИЯНИЕ ПОВТОРНОГО НАГРЕВА НА СВОЙСТВА АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ
Повторный нагрев деталей из термически упрочнен ных алюминиевых сплавов, возможный при эксплуата ции или механической обработке, сопровождается опас ным понижением их прочностных свойств.
Во время 'полета и при опробовании двигателя само лета на земле в зоне, омываемой выхлопными газами, возникают высокие температуры, которые при недоста точных средствах защиты пли вследствие непрерывной длительной летной эксплуатации могут вызвать перегрев
обшивки крыла, мото-
хгс/мм! |
к/рм-жх2) |
|
|
|
гондолы |
и |
|
прилегаю |
||||
- |
зо |
|
|
|
щих |
к |
ним |
деталей: |
||||
|
|
|
|
|
стрингеров, |
|
уголков, |
|||||
|
|
|
|
|
нервюр. |
Значительный |
||||||
|
|
|
|
|
нагрев вызывают |
нару |
||||||
|
|
|
|
|
шения |
режимов |
меха |
|||||
|
|
|
|
|
нической |
|
обработки |
|||||
Рис. |
4-7. Изменения электрической |
(при |
тупом резце, |
от |
||||||||
сутствии |
|
охлаждения |
||||||||||
проводимости и |
прочности |
сплава |
|
|||||||||
В93 |
при нагреве |
в течение 30 мин. |
и |
т. п.). |
|
|
допусти |
|||||
|
|
|
|
|
|
Предельно |
||||||
|
|
|
|
|
мая |
температура |
на |
|||||
грева большинства |
алюминиевых |
сплавов |
составляет |
|||||||||
150 °С. Именно |
при этой |
температуре |
происходит |
интен |
||||||||
сивный процесс распада |
твердого |
раствора, |
формирова |
|||||||||
ние |
и коагуляция |
новых |
фаз. По |
интенсивности |
разуп |
рочнения под действием нагрева алюминиевые сплавы можно расположить в следующем порядке: В93, В95,
АК4, Д16, Д19. Прочные сплавы |
более |
чувствительны |
|
к нагреванию, чем менее прочные. |
|
|
|
При разработке методики выявления |
такого |
рода на |
|
рушений структуры опираются на |
связь |
между |
электри |
ческой проводимостью и прочностью. Удачным средством обнаружения зон разупрочнения является выявление разницы электрической проводимости материала непо врежденного и проверяемого участков. Методика такого контроля разрабатывалась на основе исследования изме нения электрической проводимости нагретых образцов. Так, разупрочнение искусственно состаренных образцов из сплавов В93 и В95, нагретых в селитровой ванне при
различных температурах с выдержкой 20 мин, |
насту |
пает при температурах нагрева, превышающих |
200°С. |
68 |
|
Характерные изменения электрической проводимости прочности сплава В93 в зависимости от нагрева при тем пературах от 150 до 400 °С показаны на рис. 4-7. По мере повышения температуры нагрева электрическая проводи мость материала возра стает и при температу- кгс/лсмг м/Ьм-л-ле1)
ре 250—300 °С достигает максимума. При на греве выше 300 °С электрическая прово димость снова умень шается. Прочность и твердость с увеличени ем температуры нагре ва падают.
Таким образом, дли тельный нагрев деталей из сплава В93 приво дит к изменению элек трической проводимо сти материала на 2,5—
3 м/(ом-мм2), |
что со |
ответствует |
изменению |
прочности на 10—12%:.
Характерные |
кривые |
||
изменения |
временного |
||
. сопротивления |
и |
элек |
|
трической |
проводимо |
||
сти для |
деталей |
из |
сплавов В95 и Д16 по казаны на рис. 4-8.
Важным фактором является и время вы держки при нагреве. Исследования по влия нию времени выдержки проводились на искус ственно состаренных образцах • размером 80X40X10 мм в интер вале температур от 150 до 350 °С. Образцы на гревались в селитро вой ванне. Электриче-
"б
so 24
23
4022
2/
зо |
20 |
\*в |
||
|
|
|||
|
19 |
|
t |
|
го |
IS /SO |
|
||
200 2S0 |
JOÛ с |
|||
|
||||
|
|
а) |
|
|
кгс/ммг |
Mjpjc-Jfjf*) |
|
||
«в |
б |
|
|
|
|
|
|
||
|
24 |
|
|
|
40 h 23 |
|
|
||
|
22 |
|
|
|
зо |
21 |
|
|
|
20 |
|
|
||
|
|
|
||
|
W |
|
|
|
20 |
18 |
|
|
|
|
17 |
|
t |
|
|
|
|
||
|
/SO 200 |
FSO JOV |
JSD £ |
|
|
|
•S) |
|
Рис. 4-8. Изменение электрической
проводимости |
и прочности |
сплава |
В95 (а) и сплава Д16 (б) |
при на- |
|
греве в |
течение 30 ми |
|
69
екая |
проводимость |
измерялась |
сразу |
же после нагре |
||||||||
ва и остывания образцов. По результатам |
измерении |
|||||||||||
построен график |
(рис. |
4-9), |
где |
видно, |
что |
нагрев |
на |
|||||
150 °С |
в течение |
5 мин |
и более почти |
не |
отражается |
на |
||||||
изменении электрической |
проводимости. Нагрев иа 200°С |
|||||||||||
незначительно |
изменяет |
электрическую |
проводимость. |
|||||||||
При температуре'260 °С электрическая |
проводимость воз |
|||||||||||
растает на 2-—3 м/{ом • мм2). |
Наиболее |
резкое |
изменение |
|||||||||
ее получается |
при |
температуре |
300—350°С: |
уже |
при |
|||||||
двухмннутной |
выдержке |
электрическая |
проводимость |
|||||||||
увеличивается |
на 4 мі(ом. |
- мм2). |
|
|
|
|
|
Рис. 4-9. Влияние температуры нагрева / и вре мени выдержки Т на электрическую проводи мость образцов из сплава В93.
Если при механической обработке возникают темпера туры, превышающие 200°С, то возможно размягчение ма териала (снижение его прочности). Весьма опасны на рушения режимов механической обработки при фрезеро вании, так как в поверхностных слоях закаленных и состаренных деталей из алюминиевых сплавов в резуль тате воздействия обрабатывающего инструмента выде ляется большое количество тепла. Снижение прочности верхнего слоя сплава зависит от многих факторов, свя занных с режимом механической обработки. На сниже нии прочности могут сказаться увеличение скорости ре зания выше установленной нормы, величина подачи, виды охлаждения. Чаще всего причиной разогрева по верхностного слоя является затупленный режущий инст-
70