Файл: Дорофеев, А. Л. Индукционная структуроскопия.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 15.10.2024

Просмотров: 74

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

румент. При нагреве металла выше температуры старе­ ния прочность и твердость его понижаются и сплав ста­ новится склонным к межкристаллитиой коррозии.

Опыт работы В95 показал, что нарушение режимов резания при механической обработке деталей из сплава В95 приводит к появлению мягких зон (участков с пони­ женной твердостью), которые выявляются при анодиро­ вании в виде черных пятен па желто-зеленом фоне; у сплава В93 цвет анодной пленки при появлении мягких зон изменя­ ется меньше. Температура в зо­ не резания даже при нормаль­ ных режимах резания в по­ верхностном слое сплава до­ стигает 250 °С. Правда, воздей­ ствию этих температур подвер­ гается очень тонкий слой и по мере увеличения расстояния от поверхности температура ме­ талла быстро падает.

 

При

 

торцовом

фрезерова­

 

 

 

 

 

 

нии деталей из сплава В93 из­

 

 

 

 

 

 

менением

скорости

 

резания

20°

200°

300°

400°

V =

304-1 700

м/мин,

величины

 

 

 

 

 

 

подачи

 

(0,02—0,4

мм/зуб)

и

Рис. 4-10. Влияние дли­

глубины

 

резания

/ = 0,20 -н

тельного

нагрева

на

элек­

1,2

мм

температура

нагрева

трическую

 

проводимость

в зоне

изменяется

в

преде­

пяти

промышленных

образ­

цов

скобках

указана

лах

от

130

до 350 °С. Микро­

 

толщина

листа).

 

твердость

и электрическая про­

 

 

 

 

 

 

водимость таких образцов не изменяются. Отмечено не­ сколько случаев изменения электропроводности при об­ работке деталей затупленной фрезой без охлаждения.

Сплав В95 более чувствителен к перегреву, чем сплав В93. Механические свойства перегретых участков деталей из сплава В95 по сравнению со сплавом В93 изменяются более резко. Установлено, что электрическая проводи­ мость в зонах с черной анодной пленкой у термически

обработанных деталей

на 4—7 м/(ом-мм2)

больше, чем

на

нормальных

зонах.

Твердость дефектных

участков

приблизительно

на 40%

ниже, а предел прочности падает

с 58 до 31 кгс/мма, т. е. он

почти в 2 раза

меньше, чем

аля

образцов,

вырезанных

из бездефектных

участков


в нормальных условиях его электрической

проводимости

ие меняет.

 

 

 

 

 

 

 

Влияние параметров деформации и внутренних на­

пряжений

на распад .твердого

раствора

изучалось

Н. К. Фоминым и автором

на бинарном

 

сплаве AI Си

(3,2%) и на промышленном

сплаве В95. Количественная

оценка пресс-эффекта производилась по

результатам ис­

 

 

пытаний механических свойств. Характер

 

распределения

и

величина

деформации в

слитке

и прутке"

изучались

с

помощью

координатной

сетки.

Величина

внутренних

напряжений оценивалась по величине средних удельных давлений на пресс-остатке. Электрическая проводимость измерялась в двух состояниях: после прессования и по­ сле тер мпческой обработки.

Перед измерением пресс-остаток и пруток (разрезан­ ный на две части) фрезеровались, зачищались наждач­ ной шкуркой и травились в 40%-ном растворе щелочи на глубину 0,25—0,5 мм на сторону. Принятая мето­ дика устраняла влияние нагартовки. Из бинарных сплавов отливались слитки диаметром 70 мм. Отливки производились в водоохлаждаемую изложницу. Слитки сплава В95 диаметром 102 мм отливались непрерывным

способом с охлаждением

водой.

 

 

 

Электрическая проводимость бинарного сплава 31,5—

32 м/(ом-мм2),

а

сплава В95

(Си—1,88,

Mg —2,48,

Мп —0,38;

Si —0,38, Zn —6,33)

21,0—21,5

мЦом-мм2).

Перед

прессованием

все слитки

оттягивались до

68 мм. Прессование

проводилось

в двух

вариантах: прес­

сование без подпрессовки

слитка

в контейнере и прессо­

вание с подпрессовкой в

15, 30 и 45%. В каждом вари­

анте исследовалось влияние температуры деформации при трех температурах нагрева слитков и степени де­ формации 85%, влияние степени деформации 60—85%' (при постоянной степени подпрессовки и температуре),

влияние подпрессовки.

 

 

В результате

выяснилось, что при

осадке

слитка

в контейнере (в

процессепрессования)

характер

изме­

нения электрической проводимости по сечению слитка не­ одинаков. іВ случае прессования без подпрессовки элек­ трическая проводимость изменяется лишь в небольшом объеме слитка (на расстоянии 25—30 мм от очка матри­ цы). Изменение электрической проводимости по сечению слитка противоположно характеру течения металла в процессе его прессования. Координатная сетка, нане-

73


сенная на образце, имеет максимальное искажение в цен­ тре; электрическая проводимость в центре минимальна.

Изменение электрической проводимости по сечению

пресс-остатков прутков''Показано на рис: 4-12

— сплав

 

системы AI—Си;

б — сплав

Влияние деформации

В95).

 

в состоянии послеnppccofot/ия

Электрическая

проводи­

мость прутков с увеличением

3/

 

 

 

50

 

 

 

29 Всостоянии после

заполни

29

 

 

 

28

 

 

 

27

Влияние

температурь/

 

 

В состоянии после прессования

33

 

 

 

32

I

I

 

51

 

 

 

I

50

 

 

 

 

--И>

29

 

 

I I

 

В состоянии после заполни

 

25 20 W

О

10 20 2S

 

Расстояние от оси прутха*мле

°)

м/{ом--м-м^)

 

 

] б

Влияние

подпрессовни

23

 

 

 

22

 

 

 

2/

 

 

 

20

I

Влияние

деформации

24

1

 

23

 

22

 

 

 

21

20

24

23

22

2/

2025 20 W О W 20 Расстояние от оси орутна) мм

РИС, 4-12. Влияние температуры и степени деформации на измене­

ние электрической проводимости сплавов AI—Си

и В95.

/ — е = 8 5 % ,

*=420 "С;

2 — степень подпрессовкн — 45%, і=420 °С; 3 — степень

 

 

подпрессовки — 45%, 6=85%.

 

степени

и температуры

деформации понижается. При

этом в прутках

сплава

AI—Си максимальное

изменение

электропроводности происходит в случае изменения тем­ пературы деформации. Разница электрической проводи­ мости прутков, 'прессованных при температуре 320 и 490°С, достигает 4 м/(ом • мм2), а изменение степени де­ формации с 60% до 95% изменяет электрическую про­ водимость на 1 мЦом-мм2).

74


В прутках сплава В95 наблюдается обратная карти­ на: повышение температуры деформации слитка с 350 до

460 °С

снижает электрическую проводимость

всего лишь

на 0,35

м/(ом-мм2),

а увеличение

степени

деформации

с 60 до 95% снижает ее на 2 м/(ом

• мм2).

 

Увеличение степени деформации е, степени подпрессовки или снижение температуры деформации ведет к вы­ равниванию электрической проводимости по сечению пресс-остатка. Важно отметить, что характер изменения электрической проводимости по сечению пресс-остатков

прутков

из сплавов В95

и AI—Си различен. Так, если

в центре

пресс-остатков

сплава AI—Си электрическая

проводимость принимает максимальное значение, то для сплава В95 наблюдается обратная картина: в централь­ ной части она минимальна. Максимального значения она

достигает

в зоне,

образующей периферийную

часть

прутка.

 

 

 

Между изменением электрической проводимости и

удельным

давлением

на пресс-шайбе, а следовательно,

и внутренними напряжениями в деформируемом

слитке

существует зависимость, которая наиболее наглядно про­ является иа сплаве AI—Си. Прутки из этого сплава, прес­ сованные при температуре 320°С (давление иа прессшайбе 12 кгсімм2), имеют электрическую проводимость около 30 м/(ом-мм2). Прутки сплава AI—Си и В95, прес­ сованные при различных температурах, .степенях дефор­ мации и подпрессовки, после термической обработки име­ ют различную электрическую проводимость, причем оче­ видно, что в деформированных алюминиевых сплавах распад твердого раствора протекает быстрее, чем в недеформированных.

4-6. ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ

Упрочняющая

термическая

обработка

алюминиевых

сплавов

сводится

к

закалке (фиксированию а-твердого

раствора

на основе

алюминия)

и. последующему старе­

нию пересыщенного

твердого

раствора.

Механические

свойства зависят от правильности соблюдения темпера­ турных режимов при нагреве деталей под з'акалку и ста­ рение, выдержки времени переноса деталей в закалоч­ ную ванну и т. д.

Основным процессом, протекающим в алюминиевом сплаве при нагреве, под закалку, является процесс рас-

75


творения упрочняющих элементов в алюминии. При этом электрическая проводимость сплава уменьшается, так как решетка растворителя искажается и рассеивание электронов проводимости увеличивается.

 

Повышение температуры нагрева под закалку приво­

дит к появлению

оплавлений

по границам

зерен

твер­

дого

раствора,

что также уменьшает электрическую

про­

Ас/рМ-ЛСЛСг)

 

 

 

 

 

 

 

водимость металла. Чем

вы­

,

 

 

U

 

 

 

ше температура нагрева

под

29

б

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

закалку,

тем

 

значительнее

27

 

 

 

 

 

 

 

к

 

 

уменьшение

электрической

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

проводимости. Нагрев

дета­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

25,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

лей под закалку при темпе­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ратурах

ниже

 

допустимого

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нижнего

предела,

а

также

23

А

 

 

 

 

 

 

2

,

замедленный

перенос

дета­

 

 

8

 

 

" " 1

лей

из

нагревательного

21

 

 

 

 

 

 

устройства в закалочный бак

 

 

 

 

 

1—

/

 

приводят

к снижению

 

кор­

 

)

 

/

 

 

 

1

 

розионной стойкости и меха­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нических

свойств

материа­

 

У-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

лов этих деталей и повыше­

 

У

 

 

 

 

 

 

 

/7

 

 

 

 

 

 

 

нию электрической

проводи­

 

 

 

 

 

 

 

Г

мости

(рис. 4-13).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таким

образом,

электри­

 

о

 

 

 

2'

 

У

 

 

S'

 

 

 

 

 

 

 

 

ческая

проводимость алюми­

Рис. 4-13. Изменение электри­

 

ниевых

сплавов

весьма

чув­

ческой

 

проводимости

термиче­

 

ствительна к изменениям ре­

ски

обработанных

 

 

алюминие­

 

жимов

термической

обра­

вых

сплавов

при

 

различном

 

ботки.

 

 

 

 

 

 

 

времени

 

выдержки

 

закалки и

 

 

 

 

обработка

с

различной

толщиной

листа.

 

 

Термическая

/ — лист

 

сплава

B95

2

мм:

2 — лист

 

сообщает

сплавам

сравни­

сплава

 

B95 3

мм;

 

3 — лист

Д16

 

тельно

высокие

механиче­

2 мм;

4 — лист

B95

5

мм;

5 — п р у ­

 

 

 

ток АК6

0

15

мм.

 

 

ские качества,

но,

как

пра­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вило,

вызывает

в

обраба­

тываемых

деталях

большие

внутренние

 

напряжения.

Чем

ниже

температура

закаливающей

среды

и

чем

выше ее теплопроводность, тем больше

внутренние

напряжения в

 

деталях.

Внутренние

напряжения

 

при­

водят

 

к искривлению

деталей

и к

образованию

в

них

трещин. Трещины возникают во время термической об­ работки, во время последующей механической обработки или процессе работы деталей. Наибольшее коробление наблюдается при закалке алюминиевых деталей в хо-

76