08.02.2017

Целью старения является получение повышенной прочности или более стабильных размеров деталей, что достигается как вследствие скопления атомов внутри кристаллической решетки пересыщенного твердого раствора (при естественном старении), так и образования дисперсных частиц вторых фаз при повышенных температурах с обеспечением более устойчивого состояния кристаллической решетки твердого раствора а (искусственное старение).
Процесс распада твердого раствора идет тем полнее, чем выше температура и продолжительнее выдержка. Температура и длительность выдержки при старении зависят от природы сплавов и назначения деталей. Для сплавов систем Al—Mg и Al—Zn—Mg комнатная температура достаточна для того, чтобы после закалки начались внутренние превращения, связанные с изменением физических и механических свойств. Сочетанием температуры и времени выдержки при старении можно добиться не только упрочнения (дисперсионное твердение), HO и повышения пластичности сплавов. В последнем случае происходит коагуляция продуктов распада и в связи с этим снижение прочностных характеристик сплавов.
Термодинамическая нестабильность закаленного твердого раствора обусловлена пересыщенностью из-за большого перепада растворимости магния в алюминии при изменении температуры. В табл. 93 показано изменение механических свойств закаленных сплавов систем Al—Mg и Al—Zn—Mg после длительного (9 лет) естественного старения.
При естественном старении одновременно с постепенным уменьшением удлинения происходит значительное повышение предела прочности и предела текучести. Однако эти изменения происходят настолько медленно, что окончание процесса неизвестно. Поэтому следует ожидать, что отливки из этого сплава должны становиться прочнее и хрупче до неопределенного предела.
Старение сплавов
Старение сплавов

Наиболее серьезным последствием длительного старения как при комнатной, так и при повышенной температурах (табл. 94) является повышение чувствительности к коррозии под напряжением, что, вероятно, вызывается выпадением β(Al3Mg2)-фaзы по границам зерен.
Как показывают данные табл. 95 и 96, продолжительность естественного старения сплавов систем Al—Mg и Al—Zn—Mg практически безгранична, а попытки затормозить этот процесс с помощью искусственного старения также неэффективны.
При электронномикроскопическом исследовании мозаичной структуры сплавов системы Al—Mg не удалось установить последовательности в изменении размеров элементов мозаики в зависимости от содержания магния и режимов старения.
На электронных микрофотографиях (рис. 84) видна структура с элементами мозаики различной величины, по выделений вторых фаз по границам мозаики не обнаружено.
Старение сплавов
Старение сплавов
Старение сплавов

Представляется, что единственным способом исключения склонности сплавов Al—Mg к естественному старению является ограничение содержания магния до 10,0% с одновременным легированием сплавов элементами, тормозящими распад твердого раствора в результате понижения коэффициента диффузии магния. В табл. 97 приведен коэффициент диффузии магния в сплавах Al—Mg в присутствии различных добавок, а на рис. 85 — характер длительного естественного старения этих сплавов с различным содержанием магния и легирующих элементов. Как показывают приведенные данные, наиболее стабильны свойства сплавов Al—Mg, содержащих 9,5% Mg и легированных цирконием и молибденом.
Старение сплавов
Старение сплавов