» » Термомеханическая обработка алюминиевых сплавов
20.01.2015

Термомеханическая обработка (TMO) — это вид термической обработки, включающий пластическую деформацию, которая из-за повышения плотности дефектов влияет на формирование структуры при фазовых превращениях, происходящих во время термического воздействия. Методы TMO классифицируют по способам комбинирования горячей или холодной пластической деформации с термообработкой. Различают высокотемпературную (BTMO), низкотемпературную (HTMO) и предварительную термомеханическую обработку (ПТМО).
BTMO совмещает высокотемпературную деформацию с последующей закалкой. При HTMO комбинируются старение и холодная деформация. При этом старение осуществляется не после закалки непосредственно, а после закалки и холодной деформации. ПТМО представляет собой комбинирование термической обработки (закалка и старение) с пластической деформацией, выполненной перед нагревом под закалку.
Возможны также схемы, когда одновременно используют два или несколько методов ТМО. Например, BHTMO — высоко-низкотемпературная обработка, при которой высокотемпературная деформация совмещается с закалкой, а старение осуществляют после холодной пластической деформации.
Все виды BTMO характеризуются совмещением закалки с горячей деформацией, выполняемых с одного нагрева BTMO эффективна лишь тогда, когда в процессе деформации получается высокая плотность дефекте структуры. Это возможно лишь в том случае, если при деформации рекристаллизация полностью не происходит, а структура полигонизована либо частично рекристаллизована.
Если в результате деформации при высоких температурax получают рекристаллизованную структуру, а затем осуществляют закалку, то это не ВТМО, а обычная термообработка. при которой закалка проводится с температуры деформации.
Чтобы подавить первичную рекристаллизацию при меняют низкие степени деформации, при которых температура рекристаллизации достаточна высока При этом целесообразен выбор режимов в соответствии с диаграммами структурных состоянии. Например, при BTMO сплавов АК6, В93, АМц, В95 применительно к штамповкам средняя степень деформации не должна превышать 30 %, а наилучшие механические свойства достигают при степенях деформации 10-15%.
Термомеханическая обработка алюминиевых сплавов

Схемы ВТМО, применяемые для алюминиевых сплавов, приведены на рис. 38. Во всех вариантах проведения ВТМО предусмотрен нагрев до температур, соответствующих температуре нагрева под закалку. Этот нагрев, осуществляемый внешними источниками тепла, обычно предшествует высокотемпературной деформации. Исключение составляет случай, соответствующий схеме на рис. 38, е, когда разогрев до температур закалки ведется за счет тепла деформации. Отличия одного вида BTMO от другого связаны с условиями проведения деформации.
Для различных алюминиевых, сплавов взаимное расположение областей оптимальной технологической пластичности и оптимальных температур закалки также pазное. Они могут взаимно перекрываться (рис. 38, а, б) или находиться в разных температурных интервалах (рис. 38, в—е) При перекрытии областей оптимальной пластичности возможно применение простои BTMO (рис. 38, а), когда деформация осуществляется при температурах нагрева под закалку. Ее используют для сплавов AB, АК6, АД31.
Для сплавов с перекрытием областей оптимальной пластичности и гомогенности применима усложненная схема BTMO (рис. 38, б), когда после нагрева до оптимальных температур закалки изделия подстуживают до температуры максимально» технологической пластичности и деформируют. Так как после подстуживания материал продолжает оставаться в области оптимальных температур закалки, то скорость подстуживания может быть произвольной.
Если области оптимальных температур закалки и оптимальной технологической пластичности расположены в различных температурных интервалах, то также возможно применение усложненной схемы BTMO (рис. 38, в), но подстуживание необходимо вести с большими скоростями для предотвращения распада твердого раствора.
Сущность предварительной термической обработки алюминиевых сплавов (ПТМО) заключается в том, что прочностные свойства в закаленном и состаренном состоянии повышают предварительной пластической деформацией. Ее режимы в любом случае нужно выбирать таким образом, чтобы при нагреве под закалку не проходили рекристаллизационные процессы и в состаренном состоянии наблюдалось дополнительно упрочнение, связанное с повышенной плотностью дефектов структуры после деформации.
Для алюминиевых сплавов этот вид термической обработки начали применять, по существу, до возникновения этого термина. В самом деле, рассмотренное рапсе явление прессэффекта при прессовании полуфабрикатов представляет ПТМО. В штамповках, поковках и плитах также возможно дополнительное структурное упрочнение при соответствующем выборе режимов деформации.
При низкотемпературной термомеханической обработке (HTMO) холодная (теплая) деформация после закалки сочетается с искусственным или естественным старением. Наиболее распространены такие виды НТМО.
1) закалка — холодная (теплая) деформация — искусственное старение;
2) закалка — естественное старение — холодная деформация — искусственное старение;
3) закалка — искусственное старение—холодная деформация — искусственное старение.
Некоторые виды HTMO давно используют при производстве полуфабрикатов. Как неоднократно отмечалось ранее, полуфабрикаты из упрочняемых термообработкой сплавов правят с небольшими степенями деформации. В этом случае искусственное старение проводят после холодной пластической деформации и оно, по существу, относится к НТМО.
Постановка заклепок из сплавов Д1П, Д16П в свежезакаленном состоянии это тоже НТМО так как естественное старение происходит после расклепывания заклепок.
НТМО по оптимальным режимам позволяет получать сочетание высокой прочности и пластичности, а также повысить в некоторых случаях коррозионную стойкость. Режимы НТМО весьма разнообразны, и в настоящее время затруднительно дать сводку оптимальных. Приведем поэтому лишь некоторые примеры.