Файл: Эскин, Г. И. Ультразвук шагнул в металлургию.pdf

Зе (аустенита) в уже упоминающейся инструментальной стали ХВГ. Образцы этой стали после нагрева при 1000°С и устеиизации в течение 20 мин переносили в ван­ ну с температурой 550°С и обрабатывали ультразвуком с амплитудой колебания от 5 до 15 мкм в продолжение

0,5 ч.

На рис. 53 показаны кривые превращения аустени­ та в другой твердый раствор железа — мартенсит; по этим кривым можно судить, что образование мартен­ сита идет тем интенсивнее, чем выше ультразвуковая мощность (амплитуда смещения).

Закалка

Закалка, как и фазовая перекристаллизация, воз­ можна только для сплавов, в которых взаимная рас­ творимость основных компонентов меняется в зависи­ мости от температуры. При достаточно энергичном ох­ лаждении удается зафиксировать состояние сплава, ус­ тойчивое при температуре нагрева под закалку: в про­ тивном случае может образоваться новая фаза, обычно неустойчивая при низкой температуре.

Для того, чтобы закалка была полной, необходимо соблюсти следующие условия: выдержать сплав при определенной температуре нагрева и как можно быст­ рее охладить. Первое условие выполнить нетрудно; ско­ рость же охлаждения зависит не только от свойств за­ калочной среды, но и от конфигурации изделий. Очень часто большое различие в сечении сложных деталей и большая разница в температурах нагретого изделия к закалочной жидкости приводит к тому, что деталь не прокаливается. Она имеет различные свойства по сече­ нию и поэтому последующая операция термической обра­

128

ботки — отпуск не дает возможность получить в этом изделии нужные свойства.

Исследования показали, что создание в закалочной жидкости мощных ультразвуковых колебаний повыша­ ет прокаливаемость изделий за счет уже упомянутого выше воздействия на закалочную жидкость. Когда в за­ калочную жидкость, например в воду, или масло, поме­

влиянию ультразвука на закалку в воду двух распрос­ траненных алюминиевых сплавов — литейного АЛ9 и деформируемого В96.

Полученные после окончательной термической обра­ ботки (закалка и старение) прочностные и пластичес­ кие характеристики сплавов ясно показывают благо­ приятное действие ультразвука.

Таблица I

Влияние ультразвука на процесс закалки алюминиевых сплавов

По данным Тян Хак Су [12], ультразвуковая за­ калка успешно применяется для закалки мелких дета­ лей трактора, изготовленных из стали 45. Процесс осу­ ществляют в минеральных маслах и водно-масляных эмульсиях с малой охлаждающей способностью. Зака­ ливаемые детали, попадая в озвучиваемую жидкость, интенсивно охлаждаются, фиксируя мартенситное со­ стояние без образования трещин.

Отпуск закаленных сплавов

Окончательное формирование свойств изделия воз­ можно лишь после отпуска сплавов, поэтому почти всегда закаленные изделия проходят операцию отпуска.

В принципе неустойчивое закаленное состояние склонно к переходу в устойчивое состояние. Обычно такой переход облегчается нагревом до температур, при которых обеспечивается диффузионное перераспределе­ ние атомов легирующих компонентов, нужное для осу­ ществления распада твердого раствора и выделения избыточной фазы.

130

Различают три стадии отпуска: подготовительную, когда атомы собираются к определенным местам, сред­ нюю, когда образуется и выделяется фаза сначала про­ межуточного, а потом и окончательного состава, и ко­ нечную, когда наступает укрупнение выделившейся фа­ зы. На рис. 55 схематически показано влияние темпера­ туры нагрева на продолжительность отпуска. Пока тем­ пература невысока (/]), твердость закаленного сплава не меняется. По мере увеличения температуры отпуска растет упрочнение. При более высоких температурах (^4—^5) наблюдается максимум твердости и отчетливо

ной температуре ускорить старение алюминиевых спла­ вов типа дуралюмин и алдрей в 75—80 раз. В отличие от искусственного старения ультразвуковая обработка не приводила к третьей разупрочняющей стадии от­ пуска.