Искусственное старение: Старение металла, виды, искусственное, естественное, как происходит и от чего зависит

Содержание

СТАРЕНИЕ МЕТАЛЛОВ • Большая российская энциклопедия

  • В книжной версии

    Том 31. Москва, 2016, стр. 175-176

  • Скопировать библиографическую ссылку:


Авторы: М. А. Штремель

СТАРЕ́НИЕ МЕТА́ЛЛОВ, из­ме­не­ние свойств ме­тал­лов и спла­вов, про­те­каю­щее са­мо­про­из­воль­но в про­цес­се дли­тель­ной вы­держ­ки при ком­нат­ной темп-ре (ес­те­ст­вен­ное ста­ре­ние) ли­бо при уме­рен­ном на­гре­ве (ис­кус­ст­вен­ное ста­ре­ние). С. м. про­во­дит­ся как спец. окон­ча­тель­ная опе­ра­ция тер­ми­че­ской об­ра­бот­ки для боль­шо­го чис­ла спла­вов, ко­то­рая обес­пе­чи­ва­ет по­лу­че­ние ком­плек­са не­об­хо­ди­мых ме­ха­нич. или фи­зич. свойств.

Ста­ре­ние, или «дис­пер­си­он­ное твер­де­ние», – осн. спо­соб уп­роч­няю­щей тер­мич. об­ра­бот­ки спла­вов на ос­но­ве цвет­ных ме­тал­лов – Al, Mg, Cu, Ni и др.; про­во­дит­ся при вы­держ­ке спла­ва ни­же темп-ры пред­ше­ст­вую­щей за­кал­ки с це­лью вы­де­ле­ния из твёр­до­го рас­тво­ра дис­перс­ных (0,01–1 мкм) вклю­че­ний, что при­во­дит к по­вы­ше­нию проч­но­сти.

В спла­вах на ос­но­ве же­ле­за при ста­ре­нии (при 20–300 °C и вы­держ­ке от не­сколь­ких ча­сов до не­сколь­ких лет) про­ис­хо­дит по­вы­ше­ние пре­де­ла те­ку­че­сти по ме­ре пе­ре­хо­да со­дер­жа­щих­ся в спла­вах N и C в сег­ре­га­ции (хи­мич. не­од­но­род­но­сти) и вы­де­ле­ния на дис­ло­ка­ци­ях. В за­ви­си­мо­сти от пред­ше­ст­вую­щей об­ра­бот­ки спла­ва ста­ре­ние мо­жет быть двух осн. ти­пов – за­ка­лоч­ное и де­фор­ма­ци­он­ное. Наи­боль­шее прак­тич. зна­че­ние име­ет де­фор­мац. ста­ре­ние, ко­то­рое в от­ли­чие от за­ка­лоч­но­го мо­жет про­ис­хо­дить при низ­ком со­дер­жа­нии при­мес­ных ато­мов в твёр­дом рас­тво­ре; оно на­блю­да­ет­ся прак­ти­че­ски для все­го диа­па­зо­на со­дер­жа­ния С в ста­ли, в то вре­мя как за­ка­лоч­ное да­ёт за­мет­ный эф­фект в осн. толь­ко для низ­ко­уг­ле­ро­ди­стых ста­лей. В слу­чае ко­гда де­фор­мац. ста­ре­нию пред­ше­ст­ву­ет хо­лод­ная пла­стич. де­фор­ма­ция, уп­роч­не­ние ста­ли по­вы­ша­ет­ся, но не­сколь­ко сни­жа­ет­ся пла­стич­ность. Ди­на­мич. де­фор­мац. С. м. – про­цесс ста­ре­ния, про­те­каю­щий не­по­сред­ст­вен­но в хо­де пла­стич. де­фор­мации; та­кую «тё­п­лую де­фор­ма­цию» ни­же тем­пе­ра­тур рек­ри­стал­ли­за­ции ис­поль­зу­ют для до­пол­нит. уп­роч­не­ния, напр., пру­жин­ной про­во­ло­ки и лен­ты.

Ста­ре­ние ста­ли мо­жет про­яв­лять­ся в ухуд­ше­нии пла­стич­но­сти и вяз­ко­сти за вре­мя дли­тель­ной экс­плуа­та­ции при кли­ма­тич. темп-рах. К про­цес­су соб­ст­вен­но С. м., в т. ч. де­фор­ма­ци­он­но­го, до­бав­ля­ет­ся де­гра­да­ция по­верх­но­ст­но­го слоя за счёт из­но­са, кор­ро­зии и пр. Для пре­дот­вра­ще­ния от­ри­цат. эф­фек­та С. м. в «не­ста­рею­щих ста­лях» по­ни­жа­ют со­дер­жа­ние C и N (до 10

–3% по мас­се) или свя­зы­ва­ют их в со­еди­не­ния (TiC, AlN и др.). Экс­пресс-кон­троль ста­ли на воз­мож­ное С. м. – срав­не­ние удар­ной вяз­ко­сти до и по­сле хо­лод­ной де­фор­ма­ции и вы­держ­ки при 250 °C.

Искусственное старение дерева | smmetall.ru

Предметы старины выглядят изыскано и создают солидное впечатление, однако не у всех есть возможность приобрести настоящий антиквариат и поставить у себя дома. Кроме того, действительно старая мебель обычно не пригодна для повседневного использования и требует очень бережного обращения. Поэтому на помощь тем, кто хочет придать своему интерьеру лоска и роскоши, приходят разные современные методы. Искусственное старение дерева пользуется популярностью и позволяет легко превратить любое изделие в настоящий раритет. Состарить дерево можно различными способами, в ход идут химические вещества, различные воздействия, специальные краски и прочие методы.

Браширование

Один из популярных методов, который может обеспечить старение дерева — это браширование. При помощи специальных приспособлений с деревянной поверхности удаляют мягкие волокна. Для этого используется предмет, напоминающий металлическую щетку. Когда процедура закончена, на поверхности можно увидеть отчетливые следы годовых колец и рисунок, свойственный материалу. Усилить впечатление помогает специальная тонировка, которой покрывают изделие. При помощи такой покраски можно всячески изменять цвет древесины и даже создать эффект патины, когда поры дерева и сама поверхность имеют разный оттенок.

Проще всего состарить таким способом дуб, ясень, венге, орех, лиственницу. А вот бук, грушу, клен, вишню, грушу, ольху не стоит подвергать старению, т.к. для них эта процедура не подходит. Во время обработки дерево также покрывают защитным лаком, который предотвращает гниение и оберегает от различных биологических вредителей — плесени и насекомых. Брашированное дерево применяется как для изготовления мебели, так и для различных отделочных работ внутри помещения.

Цикл браширования состоит из нескольких этапов, во время которых происходит постепенная обработка материала и придание ему нужного вида. Сначала дерево обрабатывается при помощи металлической щетки, которая удаляет верхний слой волокон и создает необходимую структуру. Затем поверхность шлифуется при помощи абразивной щетки или наждачки. После подготовки используются специальные красители. Именно правильный подбор цвета помогает добиться нужного эффекта. Когда дерево высыхает, его полируют и обрабатывают лаком в несколько слоев, создавая финишное покрытие.

Браширование имеет целый ряд преимуществ:

  • такая процедура придает дереву модный и необычный вид, позволяя создавать эксклюзивные вещи;
  • благодаря лаковому покрытию, материал становится устойчивым к воздействию влаги и биологических факторов;
  • после процедуры дерево становится похожим на антикварные изделия, но при этом его стоимость не возрастает.

Старение методом сухой кисти

Этим способом можно состарить как новую мебель, так и ту, что уже побывала в использовании. Обработка древесины происходит поэтапно, что позволяет добиться интересных результатов.

Сначала необходимо создать на поверхности имитацию следов долгого использования. Для этого потребуются различные инструменты — молотком можно сделать выбоины, столярными принадлежностями и цепями создать сколы, червоточины и прочие следы, характерные для старых предметов.

Второй этап включает в себя нанесение базового слоя краски. Можно использовать два схожих оттенка, чтобы получился более живописный результат, однако цвета не должны быть контрастными, стоит выбирать либо темную, либо светлую гамму. Краска наносится вдоль волокон, а затем, после высыхания первого слоя, можно нанести второй.

Третий этап — это ошкуривание. Для этого потребуется наждачная бумага с разной зернистостью. Сначала нужно использовать ту, что с мелкими зернами, и постепенно переходить к более крупной. Суть процесса в том, чтобы создать эффект естественного старения — облетевшей и потрескавшейся краски. Где-то может проступать первый слой и даже сама древесина — на краях или рельефных частях изделия. После завершения этого этапа рекомендуется пройтись по поверхности и вокруг пылесосом, чтобы собрать мелкую пыль и частицы краски.

Далее следует обработка сухой кистью, она должна быть жесткой. Краску следует брать контрастного оттенка. Если были выбраны светлые тона, то подобрать темно-коричневый или даже черный. Для темных тонов — напротив, подойдет желтый, бежевый, белый и другие светлые оттенки. Краска наносится одним прямым слоем так, чтобы полосы при этом не пересекались.

После нанесения можно пройтись по верхнему слою тканью, чтобы слегка смазать рисунок, однако многие предпочитают не трогать его и оставляют в таком виде. Здесь каждый мастер сам решает, что для него более привлекательно.

Завершающий этап — нанесение лака на поверхность. Он защитит древесину и одновременно закрепит полученный результат. Лак следует наносить в несколько слоев. После высыхания изделие будет выглядеть как вещь, которой уже много лет.

Химические методы

К этим способам относятся воздействия при помощи различных составов, чаще всего на щелочной основе, а также воздействие огня на древесину. Сам по себе метод не требует многоэтапного процесса и ожидания. Обычно результат заметен практически мгновенно, достаточно просто добавить средство на поверхность или поднести ее к огню. Это можно считать преимуществом, поскольку не все любят долго ждать, однако у метода есть и серьезный недостаток. Химические средства и огонь воздействуют очень интенсивно, лишая дерево не только верхнего слоя волокон, но и более глубоких. Поэтому можно передержать изделие, что приведет к разрушению материала. Кроме того, обработанные подобным способом вещи быстрее ломаются и приходят в негодность.

Что касается использования горячей обработки, то для этого не обязательно применять открытый огонь в каком-либо источнике горения, а можно использовать обычную паяльную лампу. С ее помощью мебель состаривают по краям, и становится похоже, что древесина сама потемнела от времени.

В качестве химического средства подойдут составы, которые обычно используются для чистки печей. В их основе лежит щелочь, и они очень хорошо разъедают разные поверхности, оставляя следы, которые можно выдать за эффект старения. Обрабатывать вещь таким способом нужно обязательно на свежем воздухе, либо в хорошо проветриваемом помещении, поскольку испарения от составов могут быть опасными. По этой же причине необходимо работать в перчатках и защитных очках, следя за тем, чтобы средство не попадало на кожу. Сначала состав наносится на поверхность, чтобы она приобрела выгоревший оттенок, после чего необходимо нейтрализовать его действие, используя для этого обыкновенный уксус.

Окрашивание

Не обязательно прибегать к механическим воздействиям или использовать достаточно опасные для здоровья химические препараты, чтобы получить желаемый результат. Сделать это можно и при помощи окрашивания различными способами. В этом случае даже можно почувствовать себя немного художником.

Существует метод, который включает в себя предварительную обработку воском. Вместо него также подойдет и парафин, оставшийся от старых или ненужных свечей. Нужно будет натереть поверхность воском или парафином, а затем нанести сверху краску. В результате получится дерево с эффектом естественной старости. Лишнюю часть высохшей краски можно просто убрать при помощи ткани. Когда вся поверхность высохнет, для защиты и сохранения результата ее покрывают лаком.

Оригинальный способ с использованием крема для чистки сапог. Это не краска в привычном ее виде, тем не менее, крем тоже содержит красящие вещества и другие элементы, которые позволяют добиться нужного эффекта. Для этого нужно не просто нанести крем, а стараться втирать его в поверхность как можно сильнее, чтобы он проник внутрь и пропитал волокна. Обычно такой вариант используют для обработки предметов, которые будут стоять на улице, например, деревянных скульптур для сада.

Также можно пойти в ближайший строительный магазин и просто приобрести там кракелюрный лак. Эти составы создают эффект потрескавшейся краски, в итоге предметы и поверхности выглядят так, словно им уже много лет. Этот способ самый простой и не требует особых усилий — нужно просто нанести лак и дождаться высыхания.

У каждого из способов есть свои преимущества и недостатки, кроме того, после использования поверхности будут выглядеть немного по-разному, поэтому можно выбирать любой подходящий вариант, который кажется оптимальным.

Искусственное старение дерева

В наше время все больше и больше становится популярной такая технология, как искусственное старение древесины — оно ведь и понятно,  таким образом любому столярному изделию можно придать облик настоящего антиквариатного предмета, истинного произведения искусства старины. Такие предметы деревянного интерьера создадут в доме особую атмосферу аристократического благородства и преемственности поколений через века. Такая атомсфера старины всегда будет в моде, что конечно неоспоримо. Старинные вещи всегда придают деревянному интерьеру действительно благородный, респектабельный вид.

Основные этапы искусственного старения древесины — это такие технологии, как 

 

 

Если вкратце описывать процесс искусственного старения дерева, то в начале производят удаление мягких волокон из массива дерева, то есть добиваются внешнего создания рельефа, так характерного для старых вещей.

Можно зрительно состарить древесину на 10 или на 100 лет, меняя глубину удаления от 1до 3 мм. К тому же, можно изобразить следы (червоточины), которые обычно оставляют в дереве жучки-короеды и прочие насекомые. Эти искусственные червоточины делаются уже непосредственно перед финишной обработкой.

А на следующей стадии выполняется уже шлифование поверхности. Для этого используют полимер-абразивы, металлические щётки, шлифовально-щёточные и дисковые шлифовальные круги. Ручным же инструментом пользуются для обработки небольших предметов, шлифование обширных поверхностей, конечно, производят только с помощью электроинструмента. Последний этап обработки включает отделочные, финишные операции, такие как патинирование, лакирование, нанесение красителей, вощение. Все перечисленные операции обязательно сопровождаются промежуточным шлифованием.

Мебель искусственного старения

Так называемая «мебель искусственного старения» — это мебель на заказ, выполненная с использованием технологий искусственного старения древесины или вместе с этим с помощью технологий имитации полностью ручной работы, с использованием «эффекта топора» — то есть с использованем особых приемов при ручной обработке древесины, когда мастер-краснодеревщик оставляет на массиве неровности в процессе его обработки (например на заоваленных краях ), имитируя тем самым ручной труд мастеров древности.

методы пресечения – тема научной статьи по праву читайте бесплатно текст научно-исследовательской работы в электронной библиотеке КиберЛенинка

Гаджикурбанов Б.А.

ИСКУССТВЕННОЕ СТАРЕНИЕ ДОКУМЕНТОВ

ИСКУССТВЕННОЕ СТАРЕНИЕ ДОКУМЕНТОВ КАК ОДИН ИЗ СПОСОБОВ ПОДДЕЛКИ ДОКУМЕНТОВ: МЕТОДЫ ПРЕСЕЧЕНИЯ

Перейти на Главное МЕНЮ Вернуться к СОДЕРЖАНИЮ

Гаджикурбанов Б.А., эксперт криминалист республиканского центра судебной экспертизы МЮ РД, соискатель кафедры уголовного права и криминологии ДГУ.

Аннотация. В статье рассматривается проблема подделки документов. Автор обращает внимание на некоторые способы пресечения подделки документов. Автором разработана собственная методика выявления искусственного старения документов.

Ключевые слова: искусственное старение, подделка документов, пресечение, методика выявления, преступление.

ARTIFICIAL AGEING OF DOCUMENTS AS ONE OF WAYS OF DOCUMENTS FORGING: METHODS OF SUPPRESSION

Gadzhikurbanov B.A. Expert-criminalist of Republican Center of Judicial Examination, Inferior Ministry of Daghestan Republic.

The summary. The article consider the problem of documents forging. The author pays attention to some ways of suppression of forging of documents. The author develops own technique of revealing of artificial ageing of documents.

В последние годы в северокавказских республиках отмечена тенденция роста подделок документов. Одним из распространённых способов подделки документов является искусственное старение. Путём искусственного старения документов, совершаются преступления связанные с имуществом (например, документы купли-продажи), с получением определённых льгот (мошенничество), в целях признания лица совершившего преступление, невменяемым. Например, в начале 2008 года в Табасаранском районе республики Дагестан был задержан гражданин Н. подозреваемый в совершении убийства. У районного врача терапевта на обвиняемого имелась сомнительная амбулаторная карточка невменяемого. В результате исследования криминалистами амбулаторной карточки были обнаружены признаки воздействия на данный документ для искусственного старения.

Обобщение судебной практики показало, что искусственное старение документов является одним из распространённых методов преступления, предусмотренного ст. 327 УК РФ. В судебной практике встречаются различные методы механического воздействия на документ: метод светового воздействия; метод химического воздействия; метод теплового воздействия.

Самым распространённым из них и трудно выявляемый является метод теплового воздействия. Данный метод основан на нагревании до определённой температуры рукописных записей, имеющихся на документах. При этом компонентный и количественный состав красителя в штрихах рукописных записях изменяется. И исследование показывает, что воздействовавшиеся штрихи тепловым действием делают документ «старым». В результате этого установить действительный срок составления документа не представляется возможным.

В республиканском центре судебной экспертизы МЮ РД нами проводилось исследование документов, составленных в разные периоды времени, подвергшиеся и не подвергшиеся тепловому воздействию красителя в штрихах. И в действительности получили, что очень сильно влияет тепловое воздействие на штрихи рукописных записей, то есть штрихи рукописных записей «стареют». И поэтому при проведении исследования документов на определение давности их составления важно установить, как воздействовали на документ, что повлияло искусственному старению документа.

В последние годы теоретики и практики разрабатывают различные методы пресечения документов путём искусственного старения. Но, несмотря на старания учённых и практических работников в настоящее время определённой методики выявления теплового воздействия на рукописные штрихи отсутствует. Так как тепловое воздействие на штрихи могут оказывать непосредственно касанием нагретого предмета или же воздействием на расстоянии. Результатом длительного исследования в республиканском центре судебной экспертизы МЮ РД стала разработка методики выявления реакции при непосредственном касании нагретого предмета на документ и при воздействии нагретого предмета на документ на расстоянии. Эта методика пресечения заключается в следующем.

При микроскопическом исследовании в поле зрении микроскопа МБС — 2, 9, 10 при увеличении до 48х можно выявить следующие признаки: 1) красящее вещество в штрихах рукописных записей, исполненные шариковой ручкой более плоские; 2) края штрихов размазанные, что не наблюдается у штрихов не подвергшиеся тепловому воздействию; 3) наблюдаются блестящие участки на документе; 4) на поверхности документа наблюдается наслоение инородного вещества. Таким образом, если выявились вышеуказанные признаки записей на документе, то можно однозначно утверждать, что документ контактировался длительное время с нагретым предметом.

А при воздействии на документ теплом на расстоянии при микроскопическом исследовании можно выявить и установить следующее: 1) при воздействии острым предметом легко отслаиваются частички красителя с штрихов в виде микрокристаликов; 2) местами края штрихов не ровные; 3) отсутствие уменьшения глубины вдавленности штрихов при осмотре с оборотней стороны документа. Выявив такие признаки на документе с рукописными записями можно однозначно утверждать, что на документ воздействовали теплом на расстоянии.

Разработанные нами методики выявления искусственного старения документов опробованы на практике при выполнении ряда экспертных исследо-

Бизнес в законе

3’2009

ваний и дали ожидаемые результаты. Например, вначале февраля 2008 года в городе Грозный Чеченской Республики были задержаны Н. и К., у которых имелись два одинаковых ордера на жилое помещение. После исследования криминалистами ордера на жилое помещение гражданина Н. и К. было установлено, что на ордер гражданина К. было оказано термическое воздействие с целью искусственного старения рукописных записей и оттисков печати.

Разработка новых методик раскрытия преступлений, связанных с подделкой, изготовлением или сбытом поддельных документов, государственных наград, штампов, печатей, бланков станет основой профилактики многих преступлений в сфере экономики.

Список литературы:

1. Экспертная техника № 126. Применение инструментальных методов в судебной экспертизе. М., 1998.

РЕЦЕНЗИЯ

В последние годы во многих регионах Российской Федерации, особенно в Республике Дагестан, наиболее распространенными преступлениями стали подделка, изготовление и сбыт поддельных документов, государственных наград, штампов, печатей, бланков. В статье рассматривается один из способов подделки документов -искусственное старение документов.

В настоящее время определённой методики выявления теплового воздействия на рукописные штрихи отсутствует. Теоретики и практики стараются разработать различные методы пресечения документов путём искусственного старения. В настоящее время определённой методики выявления теплового воздействия на рукописные штрихи отсутствует. Автор, в свою очередь, будучи экспертом криминалистом республиканского центра судебной экспертизы МЮ РД, разработал совместно с коллегами методику выявления реакции при непосредственном касании нагретого предмета на документ и при воздействии нагретого предмета на документ на расстоянии.

Рукопись Гаджикурбанова Б.А. имеет научное и практическое значение. Это дает право высказаться за ее публикацию.

Доктор юридических наук, профессор кафедры уголовного права и криминологии ДГУ Д.З. Зиядова

РУСТИКА или искусственное старение древесины на щеточных станках Sarmax

В последние годы стала пользоваться большим спросом персонализация деревянных изделий. Возможно глобальный кризис заставил производителей придумать что-то новое и интересное для своих клиентов.

Один, достаточно интересный опыт персонализации – рустика, искусственное старение или браширование древесины путем щёточной обработки заготовок, которая применяется для тех древесных пород, которые имеют хорошую структуру, видимую невооруженным глазом. Годовые кольца у такого дерева должны быть различимы и отстоять друг от друга на значительном расстоянии.

Образец состаренной древесины

Суть структурирования поверхности древесины заключается в выборке мягких волокон с верхнего слоя древесной поверхности, на месте которых появляются впадины, а более твердые слои образуют гребни. При этом поверхность становится рельефной и фактурной.

Пригодные для искусственного старения виды древесины: сосна, ель, лиственница, дуб, ясень, орех. Непригодные: бук, груша, вишня, можжевельник, тик, клен, ольха.

Для структурирования больше всего подходит древесина, имеющая небольшую плотность, неравномерность текстуры, и, как ни странно, обладающая некоторыми пороками, часто снижающими ценовую стоимость материала, но, после браширования, дающими поразительные декоративные эффекты. К таким порокам можно отнести свилеватость (извилистое или беспорядочное расположение волокон в дереве), наличие сучков, завитки (искривления годичных слоев) около сучков, глазки (следы спящих почек, неразвившихся в побег). Совмещая такие параметры, как глубина щёточной обработки, мягкость дерева и различные цвета пропиточных составов, можно, действительно, получить множество вариантов, удовлетворяющих любой вкус.

Так как у каждой древесины свои характеристики, обработка щетками позволяет выявить нестандартный, но в то же время натуральный и красивый эффект. С технической стороны искусственное старение происходит за счёт вращения щёточного валика, который выскабливает, вышлифовывает более мягкие волокна дерева, оставляя практически нетронутыми его более твёрдые части.

На приведённых ниже фото видны различные эффекты щёточной обработки, которые можно легко получить, меняя некоторые параметры рустики: глубину обра-ботки, скорость подачи, вид щёток

Примеры рустики древесины

Браширование древесины бы­вает мягким и жестким. При мягком структурировании выборка волокон происходит на небольшую глубину, только «обозначает» рисунок древе­сины. Такая обработка хороша для последующего лакирования, тони­ровки, декупажа по негрунтован-ному дереву. Жесткое структурирование выполняется на большую глубину, иногда в 2-3 приема, впадины и греб­ни хорошо видны, заготовка напо­минает старую доску, пролежавшую долгое время под открытым небом. После такого браширования древеси­ну можно тонировать, придавая ей со­старенный вид, больше всего подхо­дит для техники «не укрытых волокон».

Щетки являются тем инструментом станков, которым осуществляют искусственное старение древесины. Существуют различные виды щеток, используемые в зависимости от необходимой обработки:

  1. стальные (латунные), для черновой обработки (глубокого старения) древесины твердых пород
  2. пластиковые, например Tynex, для т.н.неглубокого старения древесины мягких пород
  3. лепестковые, для дополнительной финишной обработки поверхности заготовок.
1-стальные 1- латунные
2-пластиковые 3- лепестковые

Фирма Sarmax для искусственного старения предлагает несколько типов станков, в том числе:

  • односторонние, для продольной обработки только верхней плоскости заготовки;
  • многосторонние, для продольной обработки с 3-х (4-х) видимых сторон бруса за один проход
  • комбинированные, когда за один проход производится продольная и поперечная обработка только верхней плоскости заготовки;

Выделим несколько моделей станков Sarmax, характеризующих тип обработки древесины:

  • ОДНОСТОРОННИЙ ЩЕТОЧНЫЙ СТАНОК, CHEYENNESP2

Применяется для браширования только верхней плоскости заготовок из древесины (вагонка, половая доска и т.п.). Максимальные размеры заготовок: ширина 400 (600) мм и высота 300 мм. Минимальная длина 400 мм. Регулируемая скорость подачи 2-15 м/мин. Станок состоит из 2-х независимых друг от друга щёточных головок: первая, со стальной щёткой, необходима для черновой обработки, а второй- со щёткой из карборунда, проводят финишную обработку. Для максимальной жесткости щетки устанавливаются прямо на удлиненный вал двигателя. Ø 45мм. Щётки, Ø 200 мм, сбалансированы динамически на высокой скорости, для работы без вибраций. Можно изменять степень искусственного старения глубиной обработки поверхности заготовок.

Агрегат для черновой обработки

  • 3-х СТОРОННИЙ ЩЕТОЧНЫЙ СТАНОК, CHEYENNE 3F250I:Предназначен для искусственного старения балок с одновременной обработкой с 3-х сторон (сверху, слева, справа). Максимальное сечение материала 600 х 600 мм. Регулируемая скорость подачи 3-15 м/мин.

Станок комплектуется 6-ю щётками большего диаметра (250 мм), что позволяет иметь следующие преимущества:

▪ низкие режимы вращения, следовательно уменьшение температуры нагрева;

▪ продление срока службы щеток, более высокое качество обработки и производительность;

▪ возможность более глубокой обработки при малой затрачиваемой энергии;

▪ увеличение скорости подачи и сокращение времени на обработку заготовок и т.п.

Можно изменять степень старения в зависимости от глубины обработки.

Вид щеточного станка 3F250 внутри

  • КОМБИНИРОВАННЫЙ ЩЕТОЧНЫЙ СТАНОК, CHEYENNESP2/HU

Применяется для искусственного старения только верхней плоскости заготовок из древесины (вагонка, половая доска, детали мебели) вдоль и поперек. Максимальные размеры заготовок: ширина 400 (600) мм, высота 300 мм. Минимальная длина 500 мм. Скорость подачи 2-10 м/мин. Станок состоит из 3-х независимых друг от друга головок: первая, с цепью шириной 70 мм, используется для поперечного браширования; вторая, со стальной щёткой, необходима для черновой продольной обработки; а 3-ей головкой, со щёткой из карборунда (пластика), проводят финишную обработку заготовки.

Для максимальной жесткости щетки устанавливаются непосредственно на удлиненный вал двигателя. Ø 45 мм Щётки, с макс. диаметром 200 мм, сбалансированы динамически на высокой скорости, чтобы работать без вибраций. Скорость вращения щеток 900 об/мин, цепи — 180 об/мин. Можно изменять степень старения древесины глубиной обработки ее поверхности.

Цепная головка станка SP2/HU

Заменяя тип щеток и цепи получаем разные степени браширования: эффект продольного старения или эффект поперечной обработки,который придаёт деревянным изделиям престижный и старинный вид прошлых времён, когда деревянная отделка выполнялась ремесленниками вручную.

Поперечная обработка древесины

  • ЩЁТОЧНЫЙ ЦЕНТР ДЛЯ ИСКУССТВЕННОГО СТАРЕНИЯ ДРЕВЕСИНЫ, UNIKA


Щеточный центр UNIKA предназ-начен для браширования заготовок из древесины (половой доски, паркета, и т.п.), с получением эффектов: строгания вручную, поперечной обработки, древесины, источенной жучком и прочих, которые придают изделию действительно изысканность и неповторимость.

Заготовка, обработанная на Unika

Максимальная размеры заготовки: ширина 500 мм, толщина 10 мм. Минимальная длина 400 мм. Скорость подачи 3-15 м/мин. Станок оснащён 8-ю рабочими головками, которые можно комбинировать между собой. 1, поперечную обработку; 2-4, эффект строгания; 5-7, классическое старение; 8, эффект древесины, источенной жучком.

Выбор вида обработки и Управление процессом браширо-вания производится с компьютера на пульте управления.

Панель управления центром

И последнее, компания Sarmax, может поставить также комплексную линию, на которой можно осуществлять, в проходном режиме, не только искусственное старение древесины, но и пропитку брашированной заготовки разными составами, в т. ч. и для придания цвета.

Ниже показана схема одной из таких линий:

Компания SARMAX была основана в 1973 году и, специализируясь в производстве станков и линий для обработки деревянных элементов столярного и плотницкого производства, достигла в короткие сроки положение лидера на международном рынке и сразу привлекла к себе внимание на рынке различными новыми решениями, которые в течение последующих лет позволили ей быть первой в применяемых технологических решениях, патентуя таким образом частично свою продукцию.

С задачей завоевать всё больше рынок фирма Sarmax постоянно выступает с новыми инновационными решениями как для типологий декоративных обработок древесины в столярном производстве, так и производственных процессов, для того чтобы предоставить своим клиентам инструменты для развития и постоянного улучшения качества выпускаемой продукции.

Что такое искусственное старение древесины?

Развитие различных направлений дизайна позволяет воплощать в реальность фактически любые идеи. Однако особой популярностью в последнее время пользуется ретро-дизайн. Людям нравится искусственно состаривать стены, потолки и пол в своей квартире, приобретать мебель в подобном стиле. Но если состарить стены и мебель — это процесс несложный и понятной, то как быть с полами?

Большинство компаний, занимающихся производством паркета и других деревянных напольных покрытий, все чаще сталкиваются с клиентами, желающими искусственно состарить древесину для пола в своем доме. В связи с этим такая услуга, как брашировка стала весьма пользоваться спросом.

Брашировка — процесс обработки деревянных напольных покрытий, таких, как паркет и массивная доска пола, с помощью специальных металлических щеток, в результате которого древесина приобретает состаренный вид. После прохождения брашировки паркет приобретает рельеф, подобный тому, что можно увидеть на древесине, служившей своим хозяевам в качестве напольного покрытия не один год. Структура дерева изменяется, так как металлическими щетками удаляется поверхностный слой, закрывающий рисунок годичных колец.

Еще одной процедурой, позволяющей состарить любое напольное покрытие, будь то дубовый паркет или массивная доска пола, является тонирование. Этот процесс представляет собой изменение цвета древесины путем нанесения на нее специальных составов — натуральных красителей. В результате обработанный таким образом паркет приобретает цвет, подобный тому, что имело бы данное дерево спустя несколько лет после установки и эксплуатации напольного покрытия.

Самым сложным вариантом состаривания древесины, которое могут предложить различные организации, занимающиеся созданием полов из дерева, является патинирование. Суть этого процесса состоит в выделении текстуры древесины, для чего на паркет или массивную доску пола наносится состав, проникающий глубоко в структуру дерева и подчеркивающий его рельеф и рисунок годичных колец. Чаще всего патинирование производится вместе с тонированием древесины — это позволяет не только состарить напольное покрытие, но и показать всю красоту дерева.

Искусственное старение древесины также применяется и при создании интерьеров кафе, залов и ресторанов. Буковый, ореховый, березовый или дубовый паркет с эффектом старины — это писк моды сегодня. 

Искусственное старение — отливка — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Искусственное старение — отливка

Cтраница 1

Искусственное старение отливок производят путем термической обработки. Чем выше температура, тем быстрее идет процесс старения, но тем больше уменьшается твердость отливок после термической обработки. Искусственное старение чугунных отливок обычно производят при 500; нагрев продолжается 3 — 4 часа; выдержка 4 — 6 час. Охлаждение отливок производится вместе с печью до 200, дальнейшее охлаждение может производиться на воздухе.  [1]

Искусственное старение отливок производят путем термической обработки. Температуру, при которой производят такую термическую обработку чугунных отливок, устанавливают в пределах 450 — 550 С. Чем выше температура, тем быстрее идет процесс старения, но тем больше уменьшается твердость отливок после термической обработки. Охлаждение отливок производится вместе с печью до температуры 200, дальнейшее охлаждение может производиться на воздухе.  [2]

При искусственном старении отливок, изготовленных кокильным литьем или под давлением, достигается эффект дисперсионного твердения. При этом временное сопротивление и твердость по Бринеллю повышается в среднем на 30 % по сравнению с этими же характеристиками в исходном ( литом) состоянии сплавов В свою очередь это приводит к улучшению обрабатываемости отливок резанием.  [3]

При искусственном старении отливки чугуна загружают в печь, нагретую до 100 — 200 С, нагревают до температуры 550 — 570 С со скоростью 30 — 60 С в час, выдерживают 3 — 5 ч и охлаждают вместе с печью со скоростью 20 — 40 С в час до температуры 150 — 200 С, а затем охлаждают на воздухе.  [4]

Стабильность формы с течением времени обеспечивается естественным или искусственным старением отливок.  [5]

При изготовлении цилиндров в качестве обязательной операции должно применяться искусственное старение отливок.  [6]

Для сведения к минимуму коробления блоков в процессе эксплуатации рекомендуется проводить искусственное старение отливок при 550 — 600 С.  [7]

На многих заводах для снятия внутренних напряжений и стабилизации размеров применяют естественное старение до механической обработки, выдерживая отливки на складах в течение 12 — 28 мес. Искусственное старение отливок производят путем термической обработки. Температуру, при которой выполняется такая термическая обработка чугунных отливок, устанавливают в пределах 450 — 550 С. Чем выше температура, тем быстрее идет процесс старения, но тем больше уменьшается и твердость отливок после термической обработки. Охлаждение отливок может производиться вместе с печью до температуры 200 С, а дальнейшее охлаждение — на открытом воздухе.  [8]

Чаще всего для термической обработки отливок из алюминиевых сплавов применяют ПАП-ЗМ, который полностью механизирован, а процесс закалки в нем автоматизирован. Печь ПАП-4М предназначена для отжига и искусственного старения отливок из алюминиевых сплавов.  [9]

Следовательно, для сохранения требуемой точности машины и уменьшения себестоимости обработки деталей необходимо уменьшать величину внутренних напряжений в деталях. Основным методом решения этой задачи является правильная разработка конструктивных форм детали, отвечающая требованиям равномерного остывания всех ее частей. К основным технологическим мероприятиям относятся правильное ведение технологического процесса отливки и особенно остывания отливок, естественное и искусственное старение отливок и, наконец, выделение черновой обработки детали в отдельную операцию.  [10]

Страницы:      1

Искусственное старение — обзор

22.2 Модели искусственного старения

Искусственное старение используется для изучения процессов, происходящих в материале за значительно меньшее время, чем в реальной жизни. Анализ старения материалов в естественных условиях занимает очень много времени, а также его трудно воспроизвести. Результаты зависят от изменчивости условий окружающей среды и различий между различными географическими зонами. Поэтому были разработаны методы ускоренного старения, которые можно проводить в лабораторных условиях.Использование ксеноновых ламп позволяет испускать более интенсивное излучение, а дополнительное использование различных наборов фильтров позволяет изменять спектр света, например, солнечный свет или свет, проникающий через стеклянное окно, на желаемый. Камера выдержки не только позволяет контролировать изменение излучения во время старения, но также позволяет проводить эксперименты с контролируемой температурой и влажностью, включая моделирование дождя (образцы обрызгиваются водой) или ветра (искусственно вызванный поток воздуха).

Печатные полимеры имеют очень широкое применение (Глава 23), и их срок службы варьируется.Например, некоторые виды упаковки пищевых продуктов или средств индивидуальной защиты должны соответствовать высоким стандартам эстетики, хорошей защиты и в то же время упрощать обращение с отходами, благодаря чему упаковка становится очень быстро. В этом случае испытания на искусственное старение направлены на выбор материалов, сохраняющих свои свойства в течение определенного периода времени и впоследствии легко разлагаемых. В случае продуктов с длительным сроком службы требуется, чтобы эксплуатационные характеристики не ухудшались значительно, а также не изменялся эстетический вид, например, в виде пожелтения пластика или выцветания отпечатка.Изучение эффекта искусственного старения требует тщательного планирования с учетом условий эксплуатации материала, требуемых эксплуатационных характеристик, а также ожидаемого метода утилизации.

Модель старения описывает кинетику полимерных материалов во время старения. Он представляет собой либо гипотетический механизм, либо может быть получен эмпирическим путем в ходе лабораторных экспериментов (Emanuel et al., 1998).

Процессы искусственного старения способны за относительно короткое время существенно влиять на:

химические свойства: состав, разложение, pH;

физические свойства: механическая прочность, цвет, оттенок, блеск, мутность, вязкость, влажность;

структурных свойств или деформации измененной поверхности (Borbély, Horváth, & Szentgyögiesvölgyi, 2012; Издебска, ołek-Tryznowska, & Książek, 2013).

Процессы, происходящие при старении, имеют химический, физический или физико-химический характер. Полимерные материалы в промышленных условиях часто характеризуются своими физическими свойствами, такими как прочность на разрыв, адгезия, цвет, блеск и хрупкость. Эти параметры можно использовать для характеристики влияния старения на физические свойства материала. Обратите внимание, однако, что эти изменения в основном связаны с химическими изменениями, произошедшими во время старения. Химические процессы обычно проходят в три стадии: инициирование, стадия развития и распад активных центров.Поэтому рекомендуется уделять первоочередное внимание контролю химических свойств; их можно протестировать быстро, на очень маленьких образцах, с высокой точностью и чувствительностью. Оптимальным представляется планирование испытаний с учетом как физических, так и химических характеристик, тогда как хорошее планирование может уменьшить их количество. Хорошо известно, например, что потеря молекулярной массы связана с потерей прочности, а хрупкость полиэфиров коррелирует с количеством поглощенного кислорода, а также с образованием карбонильных групп (Emanuel et al., 1998; Феллер, 1994).

В случае печатных полимеров важность испытаний физических свойств намного выше. В основном исследуются оптические свойства. После старения все виды печатных основ могут характеризоваться оптическими свойствами, такими как прозрачность, цвет (описывается оптической плотностью и L , a , b значения координат цвета) , блеск и непрозрачность. Изменение цвета и блеска также полезно для характеристики печатных копий.

Основным преимуществом искусственного старения является его способность значительно ускорять процесс старения и сокращать необходимое время исследования. Недостатком является то, что он не в полной мере отражает естественный процесс старения, не принимая во внимание все вещества, присутствующие в окружающей среде, или переменное влияние окружающей среды. Это было показано, например, в исследовании, проведенном Colom et al. (2003). Несмотря на то, что время искусственного старения было установлено соответствующим продолжительности естественного старения (5000 ч в камере с ксеноновой лампой и 2 часа).5 лет выдержки на открытом воздухе в Испании), и результаты были разными. Другие результаты были получены Dehbi, Mourad и Bouaza (2012), которые подтвердили, что результаты исследований, проведенных в естественных условиях и с использованием искусственного старения, совпадают. Кроме того, план исследования требует учета разнообразных природных условий, преобладающих на земном шаре. В отдельных регионах разные климатические условия, разные средние температуры, солнечный свет, влажность и загрязнение воздуха — все это влияет на естественный ход старения.

22.2.1 Излучение

Деструктивным фактором радиационного старения является УФ и видимый свет. Его спектральное распределение выбирается в зависимости от желаемых условий тестирования (например, дневной свет или флуоресцентный свет). Наибольшее влияние на разложение полимеров, как и других материалов, оказывает спектр УФ-излучения. Это электромагнитное излучение, длина волны которого короче видимого света (от 10 до 400 нм). УФ-излучение делится на различные диапазоны, в которых степень воздействия на материал варьируется, а именно длина волны УФА в диапазоне 315–400 нм; UVB, 280–315 нм; УФС, 200–280 нм; и вакуумное УФ, 10–200 нм, которое сильно поглощается воздухом.

УФ-излучение из-за его фотонов высокой энергии значительно влияет на химические и физические свойства материалов. Он вызывает фотолюминесценцию, фотоэлектрический эффект и фотохимические реакции, такие как окисление, восстановление, разложение и полимеризация; кроме того, он проявляет высокую биологическую реактивность.

Искусственное старение на основе света происходит с использованием различных типов ламп (Rabek, 1995), причем в настоящее время широко используются ксеноновые лампы. Другие источники излучения включают люминесцентные лампы, галогенные лампы или угольные дуговые лампы (Sobków & Czaja, 2003).

Помимо света, радиационное старение проводится также с использованием ионизирующего излучения. Ионизирующее излучение включает гамма-лучи, рентгеновские лучи и более высокую УФ-часть. Микроволновое излучение, видимый свет, инфракрасное (ИК) и УФ-излучение, а также радиоволны классифицируются как неионизирующее излучение.

Большинство полимеров не способны поглощать излучение с длинами волн более 200 нм. Это связано со свойствами содержащихся в них связей (только C – C, C – H, C – O, C – Cl, C – F и C – N). Части молекул, которые содержат n электронов и способны поглощать УФ и некоторые части видимого излучения, являются так называемыми хромофорами.В случае полимеров, которые имеют сильные внутри- или межмолекулярные хромофорные группы, наблюдается поглощение в диапазоне до 350 нм (или даже больше). Такие полимеры содержат карбонильные группы (СО), фенильные кольца, полиеновые структуры и так далее.

Чем больше света поглощается материалом, тем сильнее снижается сопротивление полимера и изменяется его цвет. В таких случаях полимер сначала имеет желтый цвет, а затем подвергается дальнейшему потемнению, приобретая различные цвета: от оранжевого, красного, коричневого и даже до черного (Rabek, 1995, 1996).

22.2.2 Термическое старение

Метод термического старения исследует влияние температуры и влажности на полимерный материал. Это может происходить при более высокой, но постоянной температуре и при различных уровнях влажности (нулевой, фиксированной или переменной) или при переменных уровнях как температуры, так и влажности.

22.2.3 Химическое старение

При химическом старении химически активные вещества используются для старения полимерных подложек. Примером такого старения может быть старение под кислотным дождем, использованное в исследованиях Shu, Li, and Ye (2009).Был приготовлен специальный раствор соединения с HCl, HNO 3 и H 2 SO 4 с низким pH, который использовался для моделирования изменений, происходящих в пленках под воздействием кислотного дождя. Другими примерами являются тесты с использованием имитаторов жидких пищевых продуктов. Такими имитаторами могут быть, например, 10% этанол в дистиллированной воде или 3% уксусная кислота в дистиллированной воде (Aguiar, Vidotti, & Cruz, 2013).

22.2.4 Комплексное старение

Комплексное старение учитывает ряд факторов, ответственных за старение и одновременное их действие на материал.Примером сложного старения является атмосферное старение, которое является процессом, вызываемым рядом факторов, присутствующих в окружающей среде, такими как свет, жара, дождь, ветер, стресс или загрязнение воздуха. Он сопровождается процессами фотодеградации, термической деградации или механической и гидролитической деградации.

Термическая обработка алюминия VI — Искусственное старение

В предыдущей колонке мы описали основы естественного старения.При естественном старении твердый раствор, полученный после закалки, начинает сразу же образовывать осадки при комнатной температуре. Этот процесс называется естественным старением, и упрочнение во время естественного старения почти полностью объясняется однородным осаждением зон GP, богатых растворенными веществами, и скоплением вакансий.

В то время как осаждение происходит естественным образом при комнатной температуре, в перенасыщенном твердом растворе после закалки влияние осаждения на механические свойства может быть значительно ускорено и улучшено путем старения при повышенной температуре после закалки.Обычно это выполняется при температуре в диапазоне примерно от 200 до 400 ° F (95–205 ° C). Старение при повышенной температуре называется термической обработкой с осаждением или искусственным старением. Типичное изменение твердости при искусственном старении алюминия показано на рисунке 1.

Рисунок 1: Типичная кривая искусственного старения алюминия.

Осадочное упрочнение — это механизм, при котором твердость, предел текучести и предел прочности резко возрастают со временем при постоянной температуре (температуре старения) после быстрого охлаждения с гораздо более высокой температуры (температура термообработки в растворе).Это быстрое охлаждение или резкое охлаждение приводит к пересыщению твердого раствора и обеспечивает движущую силу для осаждения. Это явление было впервые обнаружено Вильмом [1], который обнаружил, что твердость алюминиевых сплавов с незначительными количествами меди, магния, кремния и железа увеличивается со временем после закалки от температуры чуть ниже температуры плавления.

Во время искусственного старения пересыщенный твердый раствор, созданный закалкой от температуры термообработки раствора, начинает разлагаться.Первоначально наблюдается кластеризация растворенных атомов около вакансий. Когда достаточное количество атомов диффундирует к этим начальным кластерам вакансий, образуются когерентные преципитаты. Поскольку кластеры растворенных атомов не соответствуют алюминиевой матрице, поле деформации окружает растворенные кластеры. По мере того, как больше растворенного вещества диффундирует к кластерам, в конечном итоге матрица больше не может приспособиться к несоответствию матрицы. Образуется полусвязный осадок. Наконец, после того, как полукогерентный осадок вырастет до достаточно большого размера, матрица больше не может поддерживать кристаллографическое несоответствие, и образуется равновесный осадок.

Нагрев закаленного материала в диапазоне 95–205 ° C ускоряет осаждение в термообрабатываемых сплавах. Это ускорение не полностью связано с изменением скорости реакции. Как показано на рисунке 1, происходят структурные изменения, которые зависят от времени и температуры. Как правило, увеличение предела текучести, которое происходит при искусственном старении, увеличивается быстрее, чем предел прочности при растяжении. Это означает, что сплавы теряют пластичность и вязкость. Свойства T6 выше, чем свойства T4, но пластичность снижена.Избыточное старение снижает предел прочности на разрыв и увеличивает сопротивление коррозионному растрескиванию под напряжением. Это также повышает устойчивость к росту усталостных трещин. Это также придает детали стабильность размеров.

При искусственном старении степень осаждения и морфология осадка контролируются временем и температурой старения. В определенных пределах приблизительно эквивалентные эффекты могут быть получены за счет более коротких периодов времени при более высоких температурах или более длительных периодов времени при более низких температурах.При старении при повышенных температурах может возникнуть серия различных переходных выделений.

Коммерческие методы старения представляют собой компромисс для обеспечения желаемых механических и коррозионных свойств. Рекомендуемое время выдержки предполагает, что характеристики печи и загрузка таковы, что загрузка достаточно быстро нагревается до температуры. Из-за чрезмерной компактной загрузки, перегрузки печи или использования печи с недостаточной теплопроизводительностью может возникнуть чрезмерное старение.Типичное время искусственного старения для различных сплавов показано в таблице 1.

Таблица 1: Типичная практика искусственного старения для выбранных алюминиевых сплавов [2].

Необходимо учитывать контроль температуры и реакцию печи, чтобы избежать чрезмерного или недостаточного старения. В течение периода выдержки печь должна поддерживать температуру металла в пределах ± 5 ° C (± 10 ° F) от рекомендованной температуры. При подходящем размещении термопар внутри нагрузки время выдержки следует отсчитывать с момента достижения самой низкой температуры в нагрузке в пределах 5 ° C от указанной температуры.Рекомендуемое время выдержки предполагает, что характеристики печи и загрузка таковы, что загрузка достаточно быстро нагревается до температуры. Из-за чрезмерно низкой скорости приближения к температуре выдержки из-за тяжелой компактной загрузки, перегрузки печи или использования печи с недостаточной теплопроизводительностью может возникнуть чрезмерное старение. Если нагрузочные термопары не используются и время выдержки оценивается по общему времени печи, это может привести к недостарению.

При искусственном старении улучшаются механические свойства.Предел текучести увеличится, как и предел прочности. Предел текучести будет увеличиваться быстрее, чем предел прочности на разрыв. Из-за этого пластичность снижается по мере того, как последовательность старения прогрессирует. Как только достигается состояние пикового старения, текучесть и предел прочности уменьшаются, но пластичность возрастает.

Однако другие факторы могут в значительной степени способствовать использованию чрезмерного темперамента. В некоторых приложениях, например, факторы прочности перевешивают в качестве критериев для выбора отпуска за счет устойчивости к SCC, которая заметно улучшается со старением для некоторых сплавов, или за счет большей стабильности размеров для работы при повышенных температурах, которая обеспечивается старением.

Некоторые операции окраски / выпекания выполняются в температурном диапазоне, обычно используемом для старения алюминия. Следовательно, лист автобуса может быть сформирован в состоянии T4, где формуемость является высокой, а затем подвергнут старению до более высокой прочности во время цикла окраски / выпечки. Сплав 6010 был разработан для максимального увеличения реакции на старение в температурном диапазоне, обычно используемом для запекания красок.

Напряжения, возникающие при закалке в результате термообработки на раствор, уменьшаются при искусственном старении. Степень снятия напряжения зависит от времени и температуры искусственного старения.В условиях пикового возраста (T6) уровень стресса снижается на 10-35 процентов, в то время как в условиях пикового возраста (T7X) наблюдается существенное снижение остаточного стресса [3].

Выводы

В этой короткой колонке мы представили концепции искусственного старения и проиллюстрировали некоторые из основных рецептов искусственного старения алюминия. В следующем столбце мы проиллюстрируем некоторые из различных типов оборудования для термообработки алюминия.

Если у вас возникнут какие-либо вопросы или комментарии относительно этой колонки, обращайтесь ко мне или к редактору.

Список литературы

  1. А. Вильм, Металлургия, т. 8, стр. 225, 1911.
  2. SAE International, «Термическая обработка деталей из кованых алюминиевых сплавов», SAE International, Warrendale, 2015.
  3. К. Р. Ван Хорн, «Остаточные напряжения, возникающие при изготовлении металла», Пер. АСМ, т. 47, стр. 38-76, 1955.

Металлы | Бесплатный полнотекстовый | Влияние искусственного старения, отсроченного старения и предварительного старения на микроструктуру и свойства алюминиевого сплава 6082

1.Введение

Спрос на сплавы Al-Mg-Si для железнодорожного транспорта растет из-за их высокого отношения прочности к весу, отличной формуемости и хороших механических свойств. Сплав 6082, содержащий 0,9 мас.% Mg и 1,0 мас.% Si, широко используется для изготовления кузовных панелей высокоскоростных поездов и междугородних железнодорожных вагонов [1,2,3,4,5]. Согласно литературе и отчетам, существует ряд технологий изготовления и методов легирования для улучшения механических свойств сплавов AA6082 [6,7,8]. Поскольку обработка старением играет решающую роль в контроле конечной микроструктуры и механических свойств сплава, очень важно оптимизировать условия старения для получения относительно оптимальной организационной структуры и улучшения механических свойств.До сих пор широко изучается, что выделение метастабильных наночастиц из матрицы усиливает сплав во время искусственного старения [9,10,11,12]. В процессе старения последовательность выделения сплавов Al-Mg-Si может быть описана как: пересыщенный твердый раствор (SSSS) → ранние стадии осаждения (зоны Гинье – Престона (зона GP)) → β ″ фаза → β ′ фаза → β-фаза (Mg 2 Si) [13,14]. В целом кластеры и Г. зоны представляют собой агрегаты растворенных атомов, и они, как полагают, имеют сферическую форму.Как полностью связанная с матрицей фаза, они служат центрами зарождения и роста метастабильных выделений — β ″ фаз во время последующего процесса старения [15]. Β ″ фазы, рассматриваемые как основная фаза упрочнения, имеют игольчатую морфологию, которая выровнена вдоль направления Al [16], как и стержневидные β ′ фазы. Равновесной фазой в этой системе являются β-выделения. Существенные усилия были предприняты для этой последовательности осаждения [17,18]. Общеизвестно, что немедленное старение после обработки раствором обеспечивает более высокие механические свойства [19,20,21].Однако во время процесса замедленного старения механические свойства сплава будут значительно ухудшаться независимо от того, как долго сплав выдерживается при комнатной температуре (RT) [22]. Это явление можно назвать эффектом замедленного или старения пола [23]. Для улучшения отсроченного эффекта было изучено лечение до старения. Обработка перед старением заключается в добавлении процесса сохранения тепла 175 ° C / 30 мин перед замедленным старением. Этот термический процесс может гарантировать, что твердость и прочность сплава не будут резко уменьшаться в течение последующих 20 часов выдержки при комнатной температуре [24,25].

Основной целью данной статьи было изучение влияния структуры на свойства алюминиевого сплава 6082 при различных условиях термообработки путем комбинирования испытаний механических свойств и различных методов микроструктурного анализа. Кроме того, в статье исследованы особенности эволюции выделенной фазы при наличии отсроченного эффекта и положительное влияние кратковременного предварительного старения на последующее естественное старение.

2. Методика эксперимента

Состав экспериментального сплава 6082 показан в таблице 1.Полученный экструдированный сплав толщиной 5 мм разрезали на объемные образцы размером 15 мм × 15 мм × 5 мм. Образцы подвергали термообработке на раствор при 545 ° C в течение 50 мин, а затем закаливали в воде при комнатной температуре. Основная цель обработки раствора — растворение фазы Si Mg 2 . Следующие системы обработки старением показаны в таблице 2. Термины естественное старение (NA), искусственное старение (AA) и предварительное старение (PA) обозначают естественное старение при комнатной температуре, искусственное старение при 175 ° C и предварительное старение при температуре окружающей среды. 175 ° С в течение 30 мин соответственно.

Цифровой измеритель микротвердости 401 MVD использовался для измерения твердости по Виккерсу при нагрузке 500 г в течение 15 с. Для каждого образца за конечную твердость принимали среднее значение шести отпечатков. Типичные условия были выбраны для следующего обнаружения на основе кривой твердости. Параметры образцов на растяжение следующие: a = 5 мм, b = 12,5 мм, L 0 = 45 мм, L C = 58 мм, r = 20 мм (параметры a, b, L 0 и L C — толщина, ширина параллельной длины, исходный размер и длина параллели образцов прямоугольного сечения).Их вытягивали вертикально со скоростью 2 мм / мин, и соответствующую морфологию трещин наблюдали с помощью вторичного электронного сканирования (SEM, EVO MA10, ZEISS, Jena, Germany). Зеренную структуру получали методом дифракции обратно рассеянных электронов (EBSD, EVO MA10, ZEISS, Йена, Германия).

Образцы для наблюдения с помощью просвечивающего электронного микроскопа (TEM, FEI-F20, FEI, Hillsboro, OR, USA) были приготовлены электрополировкой с использованием смешанного электролитического раствора азотной кислоты и метилового спирта (3: 7) и использовались при От −25 ° C до −15 ° C.Наблюдения с помощью просвечивающего электронного микроскопа наблюдались вдоль оси зоны [001] Al .

3. Результаты и обсуждение

3.1. Простая система искусственного старения
3.1.1. Механические свойства
На рис. 1 показана кривая твердости образцов AA. После термообработки на твердый раствор твердость составила всего 83,07 (± 3) HV. Максимальная твердость 132,32 HV проявляется через 8 часов. По мере увеличения времени старения твердость постепенно снижалась до 116,87 HV через 18 ч и, наконец, имела тенденцию к относительно стабильной платформе.Когда время старения увеличилось до 96 ч, твердость еще больше снизилась до 102,23 HV. Таким образом, из кривой твердости можно сделать вывод, что оптимизированная одностадийная система старения для исследуемого сплава составляет 175 ° C / 8 ч. Для типичных образцов были проведены эксперименты по прочности на растяжение, результаты показаны на рисунке 2. удлинение образцов постепенно уменьшалось с течением времени. Относительное удлинение образца при 175 ° C в течение 8 часов составило 15,44% (± 0,3%), что означает, что образец имеет надлежащую вязкость.Из рисунка 2 можно сделать вывод, что предел прочности при растяжении (UTS) и предел текучести (YS) образцов через 8 ч (397,4 МПа и 376,67 МПа, соответственно) являются самыми высокими значениями. Очевидно, что результат кривой прочности согласуется с результатом испытания на твердость. То есть для сплава 6082 система пикового старения составляет 175 ° C / 8 ч.
3.1.2. Микроструктура и анализ
Типичные СЭМ-микрофотографии морфологии разрушения образцов AA после растяжения показаны на рисунке 3. Можно заметить, что на изломе имеется большое количество ямок, что указывает на то, что разрушение сплава 6082 при растяжении является пластичным. перелом.Как видно из рисунка 3a, ямки меньше и мельче, чем на рисунке 3b. На рисунке 3c размер и морфология ямок явно изменились, и на них появляются овальные ямки. На Рисунке 3d показано большое количество мелких и неглубоких ямок. Можно указать, что пластичность исследуемого сплава снижается с увеличением времени старения при 175 ° C, что соответствует кривой удлинения на рисунке 2. Как показано на рисунке 4a, есть две разные фазы, распределенные в Алюминиевая матрица после пикового старения.Соответствующие анализы с помощью энергодисперсионного спектрометра (EDS) показаны на рис. 4c, d. Белая неправильная блочная фаза А и черные гранулированные частицы В обозначены как Al (Fe, Mn) Si и Mg 2 Si, соответственно. На рис. 4b показана изометрическая кристаллическая структура образцов с пиковым старением по данным EBSD-анализа. Средний размер зерна составляет примерно 11 мкм. Большинство из них имеют ориентацию в направлении [101], а некоторые — в направлении [001]. Последующие наблюдения с помощью ПЭМ и анализ выделившихся фаз основывались на этих зернах с ориентацией [001].Фазы Mg 2 Si равномерно распределены в сплаве. Из рисунка 5 видно, что время старения мало влияет на морфологию и распределение частиц Al (Fe, Mn) Si, поскольку они были распределены в сплаве с различной морфологией. Количество частиц Si Mg 2 в образцах с 8-часовым и 14-часовым старением несколько выше, чем в других (показано на рис. 5b, c). При последующем чрезмерном старении эти частицы растворялись в матрице, что приводило к снижению прочности и твердости.Когда время старения достигает 72 ч или более, на подложке образовывалось большое количество расплавленных отверстий из-за чрезмерного обжига. Следовательно, твердость на Фиг.1 снова резко снижается. Светлопольные изображения ПЭМ и [001] дифракционные картины выбранных площадей (SADP), полученные от материалов после одностадийной обработки старением, показаны на Фиг.6. На Фиг.6а, когда сплав стал термообработка при 175 ° С в течение 4 ч, ГП зона в сплаве все еще присутствовала в сплаве. Но в области, отмеченной красным кружком на рис. 6а, начинают появляться небольшие игольчатые фазы β ″.Эти первичные β-фазы со средней длиной около 14,61 нм были равномерно распределены в матрице Al по трем направлениям Al . И они показали четкую когерентную деформацию в направлениях [100] Al и [010] Al . Между тем, в соответствующем SADP [001] Al имеются слабые «перекрестно-игольчатые» дифракционные полосы, появляющиеся в отмеченных черных кружках, и эти «крестообразные» дифракционные полосы были идентифицированы по 12 вариантам преципитатов β ″ в исследованиях Янга. [16].В фазе светлого поля на рисунке 6b выделения β ”равномерно распределены на матрице Al. Количество преципитатов β ”увеличивается, и они больше, чем на рис. 6а, который достигает 20,97 нм. Стрелка A представляет «удаленный» β-осадок, а стрелка B представляет «внедренный» β-осадок. Исследования показали, что эти два вида частиц представляют собой одинаковые преципитаты каждой формы на разных гранях кристалла. В соответствующем спектре [001] Al SADP «крестообразные» дифракционные картины появляются четко и расположены вокруг дифракционных положений [110] Al и выровнены вдоль направлений Al .Осадки на матрице Al на Фигуре 6c продолжают расти по мере увеличения времени старения. Осадки становятся более крупными и имеют форму стержней, их средняя длина достигает 45,27 нм. В этот момент в выделениях преобладает β ’фаза, что вызывает снижение твердости сплава до плато. Частицы на рисунке 6d в основном представляют собой хлопьевидные равновесные β-фазы размером 205,55 нм, и линия нулевого контраста практически исчезает. Это приводит к резкому падению твердости сплава.Из экспериментальных результатов было выявлено, что время старения имеет решающее влияние на эволюцию микроструктуры и свойства сплавов 6082. Наблюдение с помощью просвечивающего электронного микроскопа показало, что вторая фаза сплава 6082 имеет порядок выделения SSSS → G.P. зона → β ″ → β ′ → β. В дисперсионно-дисперсном сплаве, если частицы второй фазы не деформируются, они препятствуют скольжению дислокаций. В этот момент каждая дислокация покидает дислокационную петлю, проходя через частицы. Это кольцо действует как источник обратного напряжения и дислокации, что увеличивает сопротивление скольжению дислокаций и быстро увеличивает прочность сплава.Согласно механизму Орована критическое напряжение сдвига для продолжения движения дислокационной линии составляет [26]: где α — постоянная величина, а f — объемная доля частиц. Когда радиус частицы r или расстояние между частицами d уменьшается, эффект упрочнения увеличивается. Когда размер частиц постоянный, чем больше f, тем лучше эффект упрочнения. Дислокации один раз покидают дислокационную петлю вокруг частицы, делая расстояние между частицами меньше, а последующие дислокации обходят частицу труднее.В конце концов, напряжение потока быстро увеличилось. Следовательно, при старении сплава при 175 ° C / 8 ч эффект упрочнения является оптимальным.
3.2. Отсроченное старение и предварительное старение
3.2.1. Механические свойства
На рисунке 7 показана кривая твердости по Виккерсу образцов N + A и образцов P + N + A. Эти две кривые показали разные тенденции изменения с увеличением времени задержки. Твердость образцов N + A, выдержанных при комнатной температуре в течение 12 ч, имеет минимальное значение 102,4 HV, а твердость образцов P + N + A имеет максимальное значение 128.86 HV. На рисунке 8 показаны результаты испытаний на растяжение типичных образцов с замедленным старением и предварительным старением. Как видно из рисунка 8a, b, при этих двух условиях термообработки продолжительность воздействия при комнатной температуре мало влияет на их UTS и YS. Однако как UTS, так и YS образцов P + N + A выше, чем у образцов N + A. Максимальное значение UTS образцов P + N + A составляет 409 МПа, образцов N + A — 346,67 МПа, а максимальное значение YS составляет 377 МПа и 331,67 МПа соответственно. Из рисунка 9c видно, что удлинение образцов N + A колеблется только в небольшом диапазоне с разницей не более 1.57% (± 0,3%). Но удлинение образцов P + N + A демонстрирует различную тенденцию к изменению: чем больше продолжительность выдержки при комнатной температуре, тем меньше удлинение. Независимо от UTS, YS или удлинения, испытательные значения образцов P + N + A существенно выше, чем у образцов N + A, и то же самое для значения твердости. Таким образом, результаты испытаний на механические характеристики показывают, что обработка замедленным старением оказывает отрицательное влияние на твердость исследуемого сплава. Однако принятая обработка перед старением может сыграть большую роль в устранении падения твердости сплава из-за эффекта старения пола.
3.2.2. Микроструктура и анализ
На рис. 9 показаны СЭМ-изображения морфологии разрушения при растяжении образцов N + A и P + N + A, соответственно. У них больше ямок, чем морфология перелома образцов AA. Помимо типичных равноосных ямок на поверхности перелома, есть небольшое количество овальных ямок. По сравнению с рис. 9a, c, e и рис. 9b, d, f, соответственно, размер ямок немного увеличивается с увеличением времени задержки RT. Кроме того, размер ямок меньше и более однороден, чем на Рисунке 3.Для предварительно состаренных сплавов трещины между ямочками постепенно увеличиваются. Для образцов N + A на рисунке 10 показано изменение двух видов частиц. Мелкие черные частицы все еще можно увидеть на рис. 10а, которые обозначены красным кружком. Количество мелких черных частиц намного меньше, чем на рисунке 5. При выдержке при комнатной температуре на 12 часов их трудно обнаружить. Во время этого процесса термообработки, когда время задержки составляет менее 12 ч, степень обратного плавления упрочняющей фазы Mg 2 Si непрерывно увеличивается.Соответственно, твердость сплава непрерывно снижается до минимального значения. Впоследствии после окончательного старения частицы Mg 2 Si снова осаждаются, что приводит к увеличению твердости сплава. Изменение осаждения частиц на Фигуре 10 может объяснить изменение кривой на Фигуре 7 в одном аспекте. Для предварительно состаренных образцов, показанных на Рисунке 11, распределение мелких черных частиц другое. Основные упрочняющие осадки имеют больший размер и более плотное распределение при времени задержки 12 ч.Последующее осаждение этих частиц постепенно уменьшается, что может объяснить тенденцию соответствующей кривой твердости на Рисунке 7. Из Рисунков 12a, c, e видно, что в матрице появляется только несколько метастабильных фаз с короткой длиной, и «перекрестная игла» дифракционные полосы практически невозможно найти на соответствующих картинах SADP. Независимо от продолжительности выдержки при комнатной температуре, количество частиц β ″ в образцах N + A намного меньше, чем в образцах AA и P + N + A. Это основная причина более низких механических свойств образцов N + A.Во время выдержки при комнатной температуре сплав начал естественным образом стареть, и начали формироваться ранние кластеры [19]. Из рисунка 12d можно увидеть, что существует больше и меньше частиц β ″, чем у частиц пикового старения, показанных на Рисунок 6b. Это явление показывает, что, когда время выдержки составляет 12 ч при комнатной температуре, обработка перед старением может получить микроструктуру, аналогичную микроструктуре при обработке пиковым старением. Таким образом, улучшающий эффект этого краткосрочного процесса старения на замедленный эффект оптимизируется. Изменение свободной энергии системы, вызванное зародышеобразованием сплава во время десольватации, составляет: где ΔGV — изменение свободной энергии при формировании единицы объема зарождающегося кристалла, ΔGε — энергия деформации, генерируемая при формировании единицы объема зарождающегося кристалла, а σ — энергия границы раздела на единицу площади границы раздела между зарождающимся кристаллом и кристаллом. матрица.Свободная химическая энергия ΔGV представляет собой движущую силу десольватации, а размер зависит от температуры и состава. При двух режимах термообработки, показанных на рисунке 12, движущая сила зародышеобразования образцов N + A меньше, чем у образцов P + N + A. Из-за инкубационного периода в процессе зарождения G.P. В зоне и метастабильной фазе сплава температура естественного старения намного ниже, чем температура острия, поэтому инкубационный период длится долго, а образование кластеров идет медленно.Температура предварительного старения близка к температуре наконечника, а период инкубации короче. Во время процесса предварительного старения G.P. зона почти завершена. Таким образом, в первом случае точки зарождения намного меньше, чем во втором.

4. Выводы

В этой статье были исследованы механические свойства и микроструктура экструдированного сплава 6082 после трех различных обработок старением. На основании полученных результатов можно сделать следующие выводы:

Процесс осаждения при старении алюминиевого сплава 6082 соответствует последовательности растворения, оптимальная обработка старением составляет 175 ° C / 8 ч.При этом условии сплав имеет наилучшие механические свойства, а основными упрочняющими частицами являются β ”фаза.

Когда сплав 6082 выдерживали при комнатной температуре в течение периода времени между термообработкой на твердый раствор и окончательным старением, будет возникать замедленный эффект, что приведет к значительному ухудшению свойств сплава после окончательной термообработки. Это явление становится наиболее серьезным при задержке в 12 часов.

Предварительное старение при 175 ° C / 30 мин после термообработки на твердый раствор может сыграть положительную роль в устранении эффекта задержки.Он может сохранять сплав в стабильной микроструктуре при выдержке при комнатной температуре в течение 24 часов, чтобы улучшить конечные свойства экспериментального сплава.

Что такое старение металла? | Металлические супермаркеты

Старение металла — один из наиболее распространенных способов изменения свойств металлического сплава. Хотя свойства многих металлов могут быть изменены в результате нагрева, закалки или наклепа, некоторые металлические сплавы специально предназначены для старения. Старение может изменить физические и эстетические свойства сплава, чтобы придать ему характеристики, совершенно отличные от его несостаренной формы.

Старение металла — это процесс, используемый для термообработанных металлических сплавов, который может происходить искусственно или естественным путем. Естественное старение происходит на протяжении всего срока службы металлического сплава. В процессе естественного старения сверхнасыщенные легирующие элементы в металлическом сплаве образуют так называемые металлические выделения. Эти выделения блокируют дислокации в металле, увеличивая прочность и твердость металлического сплава, снижая его пластичность. Искусственное старение — это процесс, который используется для ускорения образования выделений в металлическом сплаве, термообработанном на твердый раствор, до скорости, которая намного выше, чем процесс естественного старения.Процесс искусственного старения выполняется путем повышения температуры термообработанного на твердый раствор металлического сплава до точки ниже температуры его рекристаллизации, но достаточно высокой для ускорения образования осадка. Как только выделения легирующего элемента достигают нужного размера, металлический сплав затем быстро охлаждают, чтобы предотвратить дальнейшее изменение металлических выделений.

Какие типы металлов можно выдерживать?

Существует много типов металлических сплавов, которые можно подвергать старению для изменения их физических свойств, если они поддаются термообработке в растворе:

Алюминий: Алюминиевые сплавы серий 2XXX, 6XXX и 7XXX подвержены старению, и многие из их различных форм получают свою прочность в результате искусственного старения.Один из наиболее распространенных состаренных алюминиевых сплавов — 6061-Т6. Он имеет осадки силицида магния, которые блокируют дислокации и значительно увеличивают его прочность и твердость в форме -T6.

Нержавеющая сталь: 17 / 10P, 17 / 4PH и 17 / 7PH — это несколько распространенных сплавов нержавеющей стали, которые имеют чрезвычайно высокую прочность и твердость при правильном старении из-за выделения металлических сплавов в их структурах.

Медные сплавы: C17200 и C17300 — два медно-бериллиевых сплава, которые часто используются в промышленности.Обычно известная как мягкая и пластичная, медь может быть довольно твердой, прочной и хрупкой, если правильные добавки легирующих элементов используются с надлежащей техникой старения.

Сплавы других металлов: Титан, никель и магний, а также некоторые другие металлы могут подвергаться старению, если в их химическом составе присутствуют легирующие элементы, делающие их пригодными для термообработки в растворе.

Превышение

Одной из проблем, вызывающих старение металлического сплава, естественного или искусственного, является то, что называется износом.Это происходит, когда осадки изменяют размер из-за процесса старения, который происходит после того, как это приносит пользу применению. Это часто приводит к снижению прочности и твердости. Это происходит двумя распространенными способами: сваркой или холодной обработкой металла. Следует позаботиться о том, чтобы определить, нужно ли снова искусственно состарить металл, подвергаемый термообработке на твердый раствор, в соответствии с одним из этих двух процессов, чтобы гарантировать сохранение желаемых механических свойств.

Metal Supermarkets — крупнейший в мире поставщик мелкосерийного металла с более чем 90 магазинами в США, Канаде и Великобритании.Мы эксперты по металлу и обеспечиваем качественное обслуживание клиентов и продукцию с 1985 года.

В Metal Supermarkets мы поставляем широкий ассортимент металлов для различных областей применения. В нашем ассортименте: нержавеющая сталь, легированная сталь, оцинкованная сталь, инструментальная сталь, алюминий, латунь, бронза и медь.

Наша горячекатаная и холоднокатаная сталь доступна в широком диапазоне форм, включая пруток, трубы, листы и пластины. Мы можем разрезать металл в точном соответствии с вашими требованиями.

Посетите одно из наших 80+ офисов в Северной Америке сегодня.

Возможности искусственного старения для моделирования процессов естественного старения шариковых чернил

Искусственное старение используется для ускоренного воспроизведения естественных процессов старения. Опрошенные документы подвергались воздействию света или высокой температуры четко определенным образом, чтобы имитировать пожилой возраст. Это может быть использовано для изучения процессов старения или датирования документов путем воспроизведения их кривой старения. Чернила были изучены особенно потому, что они наносятся на бумагу, когда создается документ, такой как контракт.Попав на бумагу, процессы старения начинаются из-за разложения красителей, высыхания растворителей и полимеризации смол. Предпринята попытка моделирования старения красителей и растворителей. Однако эти процессы проходят по сложным направлениям, на которые влияют многие факторы, которые можно разделить на три основные группы: состав краски, тип бумаги и условия хранения. Влияние этих факторов таково, что различные состояния старения могут быть получены для одного и того же момента времени. В частности, трудно моделировать условия хранения, поскольку они зависят от условий окружающей среды (например,грамм. интенсивность и доза света, температура, поток воздуха, влажность) и не могут контролироваться при естественном старении сомнительных документов. Таким образом, проблема заключается скорее в разнообразии различных условий, которым подвергается сомнительный документ в процессе естественного старения, а не в моделировании таких условий в лаборатории. Тем не менее точное моделирование кривых естественного старения на основе кривых искусственного старения достигается при выполнении на той же бумаге и чернилах. Таким образом, представлена ​​стандартная модель процессов старения чернил на бумаге, основанная на подборе кривых старения по степенному закону концентрации растворителя как функции времени.Математическое преобразование кривых искусственного старения в смоделированные кривые естественного старения приводит к отличному совпадению с данными реальных процессов естественного старения.

Влияние предшествующего естественного старения на последующую реакцию искусственного старения алюминиевого сплава A356 с соответствующей шаровидной и дендритной микроструктурой

Сплав A356 — один из самых популярных сплавов, используемых для полутвердого формования металлов. Циклы термообработки, которые в настоящее время применяются для полутвердых обрабатываемых компонентов, в основном те, которые используются для дендритных литейных сплавов.Было сделано предположение, что эти термические обработки не обязательно являются оптимальными, поскольку следует учитывать разницу в истории затвердевания и микроструктуре компонентов, обработанных SSM. Цель этого исследования — определить, ведет ли дендритный A356 аналогично шаровому A356 с точки зрения его реакции на искусственное старение с предшествующим естественным старением или без него. Результаты показывают, что различия в микроструктурах (глобулярные или дендритные) не оказывают заметного влияния на реакцию на термообработку.Также показано, что сильные линейные корреляции обнаруживаются между твердостью Т4 и Т6 и масс.% Mg для A356, независимо от используемой технологии литья.

1. Введение

Обработка полутвердых металлов (SSM) — это уникальная производственная технология для изготовления изделий почти чистой формы для различных промышленных применений [1]. Цель состоит в том, чтобы получить полутвердую структуру, свободную от дендритов, с твердым телом, имеющим форму, близкую к сферической. Эта полутвердая смесь течет однородно, ведя себя как тиксотропная жидкость, вязкость которой зависит от скорости сдвига и доли твердого вещества [2].Существует два различных метода обработки SSM, а именно тиксолитье и реолитье. При тиксолитье специально подготовленная заготовка из твердого материала с глобулярной микроструктурой повторно нагревается до полутвердого состояния с последующим процессом формования, таким как литье под высоким давлением (HPDC). С другой стороны, реокастинг включает приготовление суспензии SSM непосредственно из жидкости с последующей HPDC. Реолитье стало предпочтительным полутвердым процессом из-за более высокой стоимости тиксолитья [3].Ламинарный поток во время обработки SSM во время заполнения штампа позволяет избежать проблем, связанных с захватом оксидов и газов, а также снижает проблемы усадки во время затвердевания [4]. Таким образом, можно предотвратить образование пузырей во время термической обработки.

Ежегодно производится большое количество отливок из алюминиевого сплава А356 (также известного как Al-7Si-0,3 Mg). Этот сплав является одним из самых популярных сплавов, используемых для формовки полутвердых металлов, благодаря хорошей «литейной способности» [5]. Пределы химического состава этого сплава приведены в таблице 1 [6].Циклы термообработки, которые в настоящее время применяются для полутвердых обрабатываемых компонентов, в основном те, которые используются для дендритных литейных сплавов [7, 8]. Предполагается, что эти термические обработки не обязательно являются оптимальными, поскольку следует учитывать разницу в истории затвердевания и микроструктуре компонентов, обработанных SSM [7–11]. Однако недавняя работа авторов показала, что на характеристики термической обработки и механические свойства при растяжении автомобильных тормозных суппортов A356 фактически не влияет глобулярная или дендритная микроструктура [12].К такому же выводу пришел и Бироль [13, 14].

Другое Другое

Si Mg Fe Cu Mn Zn Ti
Мин. 6,5 0,25
Макс 7.5 0,45 0,2 0,2 0,1 0,1 0,2 0,05 0,15

SSM-HP3
0,01 0,01 0,14
GDC 6,6 0,36 0,27 0,03 0,01 0,02 0.06
IC 6,7 0,25 0,10 0,01 0,01 0,01 0,06
авторы перед этим естественное старение (старение при комнатной температуре после обработки раствора и закалки) перед искусственным старением оказывает неблагоприятное влияние на последующую реакцию искусственного старения SSM-HPDC A356 [9, 10].Однако обработка искусственным старением при 180 ° C в течение 4 часов может свести на нет эффекты любого предшествующего естественного старения [10]. В недавней обзорной статье [15] о термообработке сплавов Al-Si-Cu-Mg (включая сплав A356) сделан вывод о том, что влияние естественного старения на последующее искусственное старение требует дальнейшего изучения в этих сплавах. Наконец, ранее авторы [9, 11] также показали, что существуют сильные корреляции между силой и содержанием Mg в SSM-HPDC A356 (при неизменном содержании других элементов).Цель этого исследования — определить, ведет ли дендритный A356 аналогично шаровому A356 с точки зрения его реакции на искусственное старение с предшествующим естественным старением или без него. Кроме того, сравнивается влияние микроструктуры на максимальную твердость в условиях отпуска T4 и T6, которая может быть достигнута с помощью литья A356 с использованием различных технологий (с аналогичным содержанием Mg).

2. Экспериментальные

Суспензии полутвердых металлов (SSM) сплава A356 (химический состав, а также пределы химического состава сплава приведены в таблице 1) были приготовлены с использованием реолитейки Совета по научным и промышленным исследованиям (CSIR). процесс [16].Автомобильные тормозные суппорты были отлиты в стальных формах с помощью машины LK DCC630 HPDC, в результате чего была получена шаровидная микроструктура. Для сравнения, автомобильные тормозные суппорты аналогичного состава и точной конструкции (форма, размер, масса) были отлиты местным производителем с использованием гравитационного литья под давлением (GDC), что привело к дендритной микроструктуре (см. [12, 17] для получения более подробной информации о корпусе). параметры литья, размер, термическая обработка и механические свойства при растяжении этих тормозных суппортов).

Кроме того, прямоугольные пластины (95 × 30 × 4 мм 3 ) с составом, указанным в таблице 1, были отлиты с использованием литья по выплавляемым моделям (IC) для получения более крупной дендритной микроструктуры, чем полученная в отливке суппорта тормоза с использованием GDC.Узлы восковой модели состояли из 6 пластин, собранных с 3 пластинами на противоположной стороне, отстоящими друг от друга на 40 мм. Использовалась вертикальная прямоугольная направляющая штанга 25 мм × 20 мм (длина 250 мм), как показано на рисунке 1. Пластины были собраны под углом 75 градусов к направляющей балке. Бегунок проходил ниже конца самой нижней пластины, образуя ловушку для окалины. К верхней части бегунка прикреплялась разливочная чашка. В качестве воска использовали зеленый воск Remet 289B. Предпочтительный метод заливки алюминия снизу не использовался для упрощения сборки и обеспечения симметрии формы.Восковые сборки были приготовлены промывкой с помощью Pattern Wash 6 от Remet и промыты деионизированной водой. Восковые сборки оставляли на 24 часа для высыхания и стабилизации при температуре помещения для окунания 21 ° C. Первичная суспензия состояла из Ransom & Randolph Primecote, 30% связующего коллоидного диоксида кремния и цирконовой муки (силикат циркония) -325 меш в качестве огнеупорного наполнителя. Вторичная суспензия состояла из 25% связующего коллоидного диоксида кремния Ransom и Randolph Customcote с плавленым диоксидом кремния (-325 меш) в качестве огнеупорного наполнителя.В качестве штукатурки для лицевого покрытия использовался циркониевый песок P109 (среднее значение 109 мкм м), а в качестве штукатурки для вспомогательного покрытия использовался шамот (алюмосиликат). В цехе для изготовления скорлупы поддерживалась температура 21 ° C ± 1 ° C, а влажность контролировалась — относительная влажность была измерена как ± 60%. Процедура погружения приведена в Таблице 2.


Номер покрытия. Суспензия Штукатурка Время высыхания Метод сушки

Первичный 1 Циркон Первичный Цирконовый песок
Сухой воздух Цирконовый песок
8 часов Первичный
Цирконовый песок 8 часов Сушка на воздухе
Вторичный 1 Customcote Chamotte 0.25–0,7 мм 45 Мин. Вентилятор
Вторичный 2 Customcote Chamotte 0,25–0,7 мм 45 Мин. 1,2 мм 45 Мин. Вентилятор
Резервный 2 Customcote Шамот 0,7–1,2 мм 45 Мин.7–1,2 мм 45 Мин. Вентилятор
Резервный 4 Customcote Chamotte 0,7–1,2 мм 45 Мин. 24 часа Воздух


Депарафинизация (удаление парафина) проводилась с использованием стандартного парового котла LBBC с паром 200 ° C при давлении 8 бар в течение 15 мин.Формы предварительно обжигали в газовой печи с 5% окислительной атмосферой до температуры 800 ° C, выдерживали в течение 2 часов и охлаждали печь. Форму осмотрели и вакуумировали, чтобы убедиться, что форма была чистой, предварительно нагретой до требуемой температуры литья и выдержкой в ​​течение 1 часа в электрической печи. Температура металла и формы во время литья составляла 720 ° C, чтобы обеспечить относительно грубую микроструктуру. Алюминиевый сплав A356 из той же лигатуры, что использовался для пластин SSM-HPDC, плавили в тигле из карбида кремния в электрической печи.Время плавления достигло 720 ° C, когда форма достигла 1 часа выдержки. Это было сделано для уменьшения времени выдержки металла при температуре, чтобы уменьшить поглощение водорода, поскольку дегазация не проводилась из-за небольшого объема расплава. Форма и металл были извлечены из печи одновременно. Форму подвешивали в неподвижном воздухе на подставке для формы, металлическую поверхность снимали с поверхности для удаления окалины и медленно выливали в форму. Форму оставляли охлаждаться до комнатной температуры, и удаление плесени производили вручную.

Термообработка на раствор всех отливок проводилась при 540 ° C в течение 1 часа с последующей закалкой в ​​воде (20 ° C) (см. [7, 9–12], которая показывает, что 1 час при 540 ° C достаточно для сплава. A356). Время, необходимое для помещения магния в твердый раствор путем растворения Mg 2 Si в сплаве, является быстрым при 540 ° C. Было высказано предположение, что для сплава A356 это занимает менее 5 минут [18]. Гомогенизация происходит примерно за 8–15 минут при 540 ° C. Затем образцы подвергались естественному старению (NA) либо в течение нулевых часов (только искусственное старение), либо в течение 120 часов (стабильное состояние T4) перед искусственным старением при 180 ° C для определения кривых искусственного старения.Числа твердости по Виккерсу (VHN) были определены (с использованием нагрузки 10 кг) из среднего значения по крайней мере четырех показаний на образец. Было обнаружено, что средние значения твердости воспроизводятся в пределах ± 3 VHN для всех испытанных условий термообработки.

3. Результаты и обсуждение

Глобулярная микроструктура, полученная с помощью SSM-HPDC, показана на рисунке 2 (а). Напротив, дендритные микроструктуры, полученные с помощью GDC и IC, показаны на рисунках 2 (b) и 2 (c). Изменение структуры эвтектики от пластинчатой ​​до тонковолокнистой кремниевой структуры было достигнуто добавлением стронция (таблица 1) [19].Из рисунка 2 видно, что GDC произвел более тонкую микроструктуру, чем SSM-HPDC и IC. Анализ изображений показал, что расстояние между вторичными дендритными плечами (SDAS) составляет приблизительно 20 мкм м в штангенциркуле GDC, тогда как SDAS пластин IC составляет 32 мкм м. Средний размер глобул в штангенциркулях CSIR SSM-HPDC составлял примерно 60 мкм мкм.

Обработка раствора при 540 ° C в течение 1 часа приводит к сфероидизации частиц эвтектического кремния во всех отливках A356 (рис. 3).

На рис. 4 показаны кривые искусственного старения, полученные для сплава A356 после обработки на твердый раствор при 540 ° C в течение 1 часа, закалки в воде и отсутствия естественного старения. Реакция искусственного старения происходит очень быстро, когда не применяется естественное старение, независимо от того, является ли микроструктура шаровидной или дендритной [9, 10]. Обратите внимание, что значения твердости для пластин IC значительно ниже, чем для тормозных суппортов. Это связано с низким содержанием магния в пластинах IC (таблица 1), что приводит к более низкой объемной доле упрочняющих выделений при искусственном старении [9, 11, 20].Кривые искусственного старения были также определены для сплава A356 после обработки на раствор при 540 ° C в течение 1 часа, закалки в воде и 120 часов естественного старения (Рисунок 5) с последующим искусственным старением. Реакция искусственного старения является медленной, когда имело место предшествующее естественное старение, независимо от микроструктуры A356. Этот медленный ответ искусственного старения можно объяснить двумя разными механизмами. Во-первых, было показано, что выделения, которые растут при искусственном старении из кластеров (образовавшихся при естественном старении), являются более крупными, чем те, которые образуются в некоторых сплавах серии 6000, состаренных сразу после закалки [21].Это приводит к снижению прочности на растяжение некоторых сплавов до 10%. Во-вторых, было показано, что естественное старение после обработки на твердый раствор снижает способность к старению деформируемого сплава Al-Mg-Si AA6016 [22]. Это было приписано кластеризации растворенных веществ во время естественного старения и растворению этих кластеров во время последующего искусственного старения. Степень потери была восстановлена ​​путем осаждения β ′ ′ частиц при дальнейшем старении [22]. Из рисунков 4 и 5 видно, что для сплава А356 значения твердости естественно состаренных образцов также восстанавливаются при дальнейшем искусственном старении.Механизм образования более крупных выделений, приводящий к снижению свойств при растяжении [21], не позволяет полностью восстановить твердость. Таким образом, делается вывод, что реверсия кластеров растворенных веществ также ответственна за начальную медленную реакцию искусственного старения в естественно состаренном сплаве A356 [9–11].



Когда естественного старения не происходит, плато (между ~ 1–5 ч) сохраняется после достижения максимальной твердости во время искусственного старения (рис. 4), тогда как пик твердости наблюдается примерно через 4 часа, когда до происходит естественное старение (рис. 5) (см. также [10]).Важный вывод состоит в том, что влияние любого естественного старения перед искусственным старением можно устранить 4-часовой обработкой искусственным старением при 180 ° C как в дендритном, так и в глобулярном A356.

На рисунке 6 сравниваются значения твердости A356-T6 (540 ° C-1 ч, 0 или 120 ч NA, 180 ° C-4 ч) в зависимости от содержания магния в отливках (между верхним и нижним пределы спецификации — таблица 1). На рисунке 6 показаны значения твердости пластин SSM-HPDC [9–11] и суппортов тормозов (рисунки 4 и 5), тормозных суппортов GDC (рисунки 4 и 5) и пластин IC (рисунки 4 и 5).Таким образом, сюда включены глобулярные и дендритные микроструктуры, а также вариации периодов естественного старения. Видно, что существует сильная линейная корреляция между твердостью T6 и масс.% Mg (особенно для диапазона низких концентраций Mg), независимо от используемой техники литья (глобулярная или дендритная микроструктура) или периода естественного старения, используемого до искусственного старения (0 или 120 ч NA). Это примечательный результат, учитывая заметные различия в микроструктурах, полученных с использованием различных методов литья (рисунки 2 и 3).Это говорит о том, что содержание Mg в первую очередь контролирует реакцию упрочнения, регулируя объемную долю упрочнения β ′ ′ -Mg 5 Si 6 в этом сплаве. Обратите внимание, что A356 содержит избыток Si, который требуется для образования стехиометрического Mg 2 Si или упрочняющего Mg 5 Si 6 [23]. Это также подтверждает ранее сделанные наблюдения о том, что эффекты любого естественного старения, предшествующего искусственному старению, могут быть устранены 4-часовой обработкой искусственным старением при 180 ° C как в дендритном, так и в глобулярном A356.Более низкий рост твердости для диапазона высоких концентраций Mg на рисунке 6 подробно изучался авторами ранее [20]. Было показано, что Mg-содержащая π -фаза (Al 8 FeMg 3 Si 6 ) не может быть полностью удалена обработкой раствором при 540 ° C в сплавах, которые содержат более ~ 0,4% Mg. Фаза π удаляет упрочняющее растворенное вещество Mg из твердого раствора, и это оказывает пагубное влияние на поведение при старении.


На рис. 7 сравниваются значения твердости A356-T4 (540 ° C-1 час, 120 часов NA) в зависимости от содержания магния в отливках.На рисунках 6 и 7 показаны значения твердости пластин SSM-HPDC [9–11] и тормозных суппортов (Рисунок 5), тормозных суппортов GDC (Рисунок 5) и пластин IC (Рисунок 5). Значения твердости T4 на рисунке 5 представляют собой точки данных (т.е. до начала искусственного старения). Также обнаружена сильная линейная корреляция между твердостью Т4 и вес.% Mg, независимо от используемой техники литья. Более низкий рост твердости при более высоких уровнях Mg на Рисунке 7 снова связан с π -фазой [20].


4.Выводы
(1) На реакции естественного старения (T4) и искусственного старения (T6) сплава A356 не влияет глобулярная или дендритная микроструктура. (2) Влияние любого естественного старения перед искусственным старением может быть устранено с помощью обработка искусственным старением в течение 4 часов при 180 ° C как в дендритном, так и в глобулярном A356. (3) Обнаружена сильная линейная корреляция между твердостью T6 и масс.% Mg A356, независимо от используемой техники литья (глобулярная или дендритная микроструктура) или естественной период времени старения, используемый перед искусственным старением (0 или 120 ч NA).(4) Также обнаружена сильная линейная корреляция между твердостью T4 и вес.% Mg A356, независимо от используемой технологии литья.
Благодарности

Авторы выражают признательность за вклад У. Кёрл, Д. Уилкинс, М. Гроблер (SSM-HPDC), П. Малеса и С. Папо (IC).

Влияние искусственного старения на плоскую анизотропию алюминиевого сплава 6063

Производство большинства алюминиевых профилей с помощью процессов глубокой вытяжки и экструзии требует определенной степени структурной однородности из-за сегрегированных частиц второй фазы в литой структуре.Свернутая текстура и направленность свойств часто приводят к чрезмерному образованию сережек, прорывам и разрывам. В данном исследовании исследуется влияние термической обработки (искусственного старения) на анизотропное поведение сплава AA6063 между направлениями прокатки (0 °) и 90 °. Результаты показывают значительное снижение изменчивости свойств состаренных образцов в направлении 0 ° и 90 ° прокатки по сравнению с образцами в состоянии литья. Это привело к увеличению относительного удлинения, ударной вязкости и значительному снижению (33.3%) по твердости. Эти результаты позволяют достичь огромной экономии на кондиционировании и замене штампов за счет улучшенного качества и продажи профилей из сплава AA6063 глубокой вытяжки для обеспечения устойчивой рентабельности.

1. Введение

При формовании металлов градиенты текстуры часто возникают из-за неоднородного потока. Неоднородности текстуры также могут возникать при других режимах деформации, таких как прокатка листа, волочение проволоки и экструзия труб. Таким образом, во многих промышленных процессах формования алюминия механическая нагрузка обычно сочетается с некоторой формой термообработки, такой как отжиг между этапами деформации.Это служит для существенного смягчения явления деформационного упрочнения во время деформации. Конкретным примером является растяжение алюминиевых деталей в несколько этапов с промежуточным отжигом. Однако этот цикл нагрева и охлаждения часто приводит к потерям времени и может быть минимизирован.

Причина деформационного упрочнения при механической обработке различна в зависимости от состава алюминиевого сплава.

Упрочнение сплавов Al-Mg, не поддающихся термической обработке, в основном связано с присутствием в твердом растворе атомов растворенного вещества.В термообрабатываемых сплавах Al-Mg-Si и Al-Cu упрочнение определяется выделениями, образующимися во время обработки старением. При формовании при комнатной температуре поведение материала алюминиевого листа полностью определяется наклепом и почти не зависит от скорости деформации [1].

Предыдущее исследование показало, что профили, экструдированные как из гомогенизированных, так и из негомогенизированных заготовок, действительно обладают одинаковыми механическими свойствами и металлургическими характеристиками [2]. Следовательно, весь процесс гомогенизации может быть исключен без ущерба для каких-либо механических свойств.Установлено, что факторами, определяющими поведение компонента алюминиевого сплава, являются тип, количество и распределение частиц второй фазы, таких как Al-Fe, Al-Fe-Si и Al-Fe-Mn-Si, растворенных в растворе [ 3]. Кроме того, образующиеся фазы зависят в основном от скорости охлаждения и соотношения Fe / Si в сплаве [4]. Марганец, как обычная добавка в сплавы 6ХХХ, увеличивает прочность, поскольку мелкодисперсные интерметаллиды изменяют форму пластинчатых фаз железа, что снижает их эффект охрупчивания [5].Комбинация марганца с Fe, Si и Al также образует фазу α -Al x (Fe, Mn) y Si z , которая действует как центры зародышеобразования для кристаллов Mg 2 Si, что в конечном итоге влияет на поведение сплавов [6].

Следовательно, дисперсионно-твердые алюминиевые сплавы являются коммерчески важной группой материалов, поскольку их механические свойства могут быть изменены термической обработкой. Однако необходимость равномерного распределения осажденных фаз для достижения структурной однородности является серьезной проблемой.В данной статье исследуется влияние прокатки при температуре окружающей среды и искусственного старения на нормальную анизотропию, предел прочности, твердость и ударопрочность алюминиевого сплава 6063.

2. Методика экспериментов

Состав сплава AA6063, использованный для этого исследования, приведен в таблице 1. Формы для отливок были изготовлены с использованием шаблона из твердой древесины размером 350 мм × 150 мм × 15 мм. В алюминиевый сплав 15 кг загружали в тигель и помещали в шахтную печь до плавления при 670 ° C.Расплавленный сплав выливали в песчаные формы и давали ему затвердеть.

Cu3

Элемент Al Mg Si Fe Mn Ti
Cu3
% Состав 98,65 0,499 0,466 0,343 0,015 0.011 0,007 0,006 0,002 0,001

Очищенные отливки были разделены на три группы: контрольные образцы (CS), холоднокатаные образцы (RS). холоднокатаный и дисперсионно-упрочненный образец (УЗВ) для дальнейшей обработки.

Образцы

RS и RAS гомогенизировали в печи Carbolite при 515 ° C в течение 8 часов, охлаждали на воздухе и подвергали холодной прокатке (при температуре поверхности 27,4 ° C) до образцов размером 451 мм × 163 мм × 10 мм за 13 проходов (при 34.Температура поверхности 4 ° C) (Рисунок 1). Стандартные образцы для испытаний на растяжение были обработаны (ASTM (E8)) из образцов CS, RS и RAS в направлениях 0 °, 15 °, 30 °, 45 °, 60 °, 75 ° и 90 ° с использованием направления прокатки в качестве исходной линии. . Аналогичным образом были обработаны стандартные образцы, образцы для испытаний на удар и твердость (Рисунок 1). Образцы

RAS были подвергнуты термообработке на твердый раствор при 515 ° C в течение 8 часов и охлаждению в печи. Эти растворенные куски искусственно выдерживали при 190 ° C в течение 8 часов и охлаждали на воздухе до комнатной температуры.Стандартные образцы микроструктуры из CS, RS и RAS шлифовали с использованием наждачной бумаги с зернистостью от 220 до 600 микрон последовательно. Отшлифованные поверхности деталей были отполированы с использованием смеси Al 2 O 3 и алмазной пасты перед травлением раствором, содержащим 5 граммов гидроксида натрия (NaOH), растворенного в 100 мл воды, в течение 20 секунд и высушены. Морфология кристаллов протравленной поверхности была определена с использованием цифрового металлургического микроскопа при увеличении × 800, микрофотографии показаны на рисунках 7 (a) –7 (i).

Для трех категорий литых образцов использовался 21 образец для испытаний на растяжение, твердость и ударную вязкость. Для определения твердости образцов использовали микротвердомер модели «Deco» 2005 по Виккерсу с испытательной нагрузкой 100 г и временем выдержки 10 с. Испытательная машина Эйвери (тестер Шарпи) номер модели 6703 и серийный номер E67424 / 4 со скоростью удара 298,1 Дж / с использовалась для определения способности испытуемых образцов поглощать энергию удара.

3. Результаты и обсуждение

В состаренном образце твердость в направлении прокатки составляет 51.5 HV, которая выше, чем в направлениях 15 °, 30 °, 60 ° и 90 °, но ниже, чем в направлениях 45 ° (56 HV) и 75 ° (57,1 HV). Твердость литого образца в направлениях 45 ° и 75 ° аналогична, но в направлении прокатки она составляет 77,1 HV.

Однако значение твердости после литья снизилось при 15 ° (64,5 HV), но снова увеличилось при 30 ° (78,1 HV) и осталось почти таким же при 45 ° (76,2 HV), 60 ° (75,1 HV) и 75 °. (72,3 HV) соответственно. Таким образом, максимальная твердость литого образца достигается в направлении, перпендикулярном направлению прокатки.Прокатанный образец имеет 76,8 HV в направлении прокатки и максимум 91,1 HV в направлении 90 °.

Твердость прокатанного образца превосходит твердость литого образца во всех направлениях, кроме направления прокатки, где оба образца имеют одинаковую и сопоставимую характеристику твердости (рис. 2). Твердость по поверхности для литых и холоднокатаных образцов значительно варьировалась и составляла 20% и 15% соответственно. Процесс старения литой конструкции из алюминиевого сплава 6063 значительно снизил ее твердость примерно на 33.3%, и это проложило путь к улучшенной формуемости. Сопротивление энергии удара образцов показывает синусоидальный рисунок (рис. 3). Литой образец имеет минимальное поглощение энергии удара (8,1 Дж) при 15 ° и максимум 12,3 Дж в направлениях 60 ° и 75 °. Прокатный образец имеет 6,8 Дж в направлениях 15 °, 30 ° и 90 °, что меньше, чем при прокатке (8 Дж), 45 ° и 75 ° (9,5 Дж). Для состаренного образца минимальная способность поглощения энергии 6,8 Дж произошла в направлении 75 ° и максимум 12,2 Дж в направлениях 30 ° и 45 °.Наблюдается минимальный разброс в поведении образцов для испытаний по ударной вязкости. Это связано с тем, что преобладание и текстура AlFeSi и других присутствующих интерметаллических фаз, способствующих ударной вязкости, не сильно различаются по поверхности образца.



Предел прочности на разрыв отлитого образца является максимальным (305 МПа) в направлении прокатки и минимум 125 МПа в направлении 60 °. В прокатанном образце получен предел прочности на разрыв 270 МПа как в направлении прокатки, так и в направлении 90 °.Прочность на растяжение состаренного образца колеблется от 210 МПа до 180 МПа с максимальной и минимальной прочностями в направлениях 15 ° и 60 ° соответственно (рис. 4). Удлинения образцов аналогичны (1,15) в направлении прокатки и лучше, чем в других направлениях, как в литых, так и в прокатанных образцах. В направлении 60 ° удлинение состаренного образца составляет 1,4 (рис. 5).



В направлении прокатки нормальная анизотропия образцов показала близкие отклики, поскольку значения лежат между 0.14 и 0,17. Максимальная нормальная анизотропия для литого образца составляет 0,3 при направлении 15 °, в то время как минимум образца составляет 0,14 при направлении 45 °. Нормальная анизотропия составляет 0,21 в направлении 90 ° для прокатанного образца и минимум 0,03 в направлении 60 °. Состаренный образец имеет максимальную нормальную анизотропию 0,33 при направлении 30 ° 0,29 в направлении 45 ° (рис. 6).


В направлении прокатки Mg 2 Кристаллы Si образуются на границах зерен в матрице α -алюминия литого образца, но представляют собой прерывистые нитевидные элементы в прокатанной матрице, вызванные процессом деформации.В состаренной матрице интерметаллические кристаллы выделяются вместе с кристаллами α — алюминия вместе с другими интерметаллидами с более высокой номинальной объемной долей, чем в литых и прокатанных матрицах (Рисунки 7 (a), 7 (b) и 7 (в)).

При 45 ° наблюдается значительное увеличение номинальной объемной доли кристаллов Mg 2 Si, которые были выделены в тандеме с кристаллом α -алюминия и другими интерметаллидами в матрице после литья. Холоднокатаная матрица показала уменьшение объема выделившихся кристаллов Si Mg 2 , в то время как его кристаллы ориентированы в направлении скольжения.Однако было увеличение номинальной объемной доли кристаллов Si Mg 2 , находящихся на границах зерен в матрице состаренного образца, чем в прокатанной матрице (Рисунки 7 (d), 7 (e) и 7 (f)).

В литой матрице наряду с кристаллами α, -алюминия и других интерметаллидов осаждаются довольно мелкие кристаллы Mg 2 Si. По мере прокатки литого образца наблюдается увеличение объемной кластеризации кристаллов Mg 2 Si в матрице.

Однако при старении холоднокатаного образца рекристаллизация и осаждение свежих кристаллов Mg 2 Si происходили между кристаллами α -алюминия и кристаллами других интерметаллидов в диаграмме направленности (Рисунки 7 (g), 7 (h) ) и 7 (i)).

Зарождение полукогерентных выделений 𝜃 и θ часто происходит при повышенной температуре старения [7]. Выделения 𝜃 и θ обычно были непроницаемыми препятствиями для дислокаций, что приводило к увеличению деформационного упрочнения прокатанного образца по сравнению с другими образцами.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.