Цель лаборатьорной работы:
Изучить влияние температуры и продолжительности искусственного старения на твёрдость дуралюмина.
Краткие сведения о работе:
Дуралюмины относят к деформируемым сплавам на основе алюминия, упрочнённых путём термической обработки. В их состав входят медь, магний, марганец. Железо и кремний являются постоянными нежелательными примесями, присутствие которых обусловлено технологией получения алюминия.
Химический состав наиболее распространённых марок дуралюмина (ГОСТ 4784) приведён в таблице:
Марка сплава | Химический состав, % | ||||
Cu | Mn | Mg | Si | Fe | |
Д 1 | 3,8-4,8 | 0,4-0,8 | 0,4-0,8 | 0,7 | 0,7 |
Д 16 | 3,8-4,5 | 0,3-0,9 | 1,2-1,8 | 0,5 | 0,5 |
Термическая обработка дуралюмина заключается в закалке и последующем старении. Условием для протекания процесса старения является получение после закалки пересыщенного твёрдого раствора меди в алюминии. Сплавы, в которых возможно получение пересыщенного твёрдого раствора, имеют диаграмму состояния с ограниченной растворимостью компонентов в твёрдом состоянии, причём с понижением температуры растворимость снижается (рис.1).
Процесс термической обработки дуралюмина может быть рассмотрен приближенно на примере сплав алюминий-медь, составляющего основу дуралюмина.
На рис.1 показано, что растворимость меди в алюминии при комнатной температуре составляет 0,2%, а максимальная растворимость при температуре 548ºС равна 5,7%.
Если, например, сплав с 3,5% меди нагреть до однофазного состояния (Выше кривой растворимости СД), то он будет представлять собой однофазный твёрдый раствор замещения меди в алюминии. При нагревании сплава избыточная фаза θ на основе химического соединения CuAl2 полностью растворяется в α-твёрдом растворе.