» » Технология термической обработки литейных сплавов
20.01.2015

Литейные магниевые сплавы подвергают термической обработке для повышения механических свойств и уменьшения остаточных напряжений. Упрочняющая термическая обработка состоит из закалки и последующего искусственного старения. Для уменьшения остаточных напряжении используют отжиг (режим Т2).
Так как магниевые сплавы при повышенных температурах могут вступать в реакцию с составляющими атмосферы печи, при нагреве используют только электрические печи. Для предотвращения перегревов и возгорания нагревательные элементы должны быть тщательно экранированы. Экраны и внутренний кожух печи изготавливают из нержавеющей стали. Нагрев полуфабрикатов из магниевых сплавов в жидких селитровых ваннах запрещен во избежание взрыва и пожаров.
Отливки загружают в печь в специальных ящиках или на этажерках. Отливки сложной конфигурации следует загружать на специальных приспособлениях, предотвращающих коробление. Перед загрузкой в печь отливки очищают от магниевой пыли, стружки и тщательно просушивают во избежание загорания.
Для уменьшения окисления нагрев рекомендуют проводить в нейтральной атмосфере углекислого газа, аргона и т. п. или в воздушной атмосфере с добавкой 0,5—1% SO2. Сернистый газ, создающий в рассматриваемом случае защитную атмосферу, вводят в печь по трубе; иногда его получают в самой печи разложением серного колчедана, загружаемого в печь в специальных ящиках. Количество серного колчедана берут из расчета 0,5—1 кг на 1 м3 рабочего пространства печи. Детали до сравнительно невысоких температур можно нагревать и без применения специальных атмосфер.
В структуре отливок из магниевых сплавов всегда имеются неравновесные фазы. Это затрудняет выбор эффективных температур закалки из-за возможности расплавления этих фаз при нагреве. Для предотвращения этого явления для ряда сплавов разработаны ступенчатые режимы нагрева под закалку.
На первой низкотемпературной ступени растворяются неравновесные фазы в матрице твердого раствора, и температура неравновесного солидуса сплава повышается. Это позволяет поднять температуру на второй степени и получить твердый раствор с необходимой концентрацией легирующих элементов.
Время выдержки при температуре нагрева под закалку для магниевых сплавов колеблется в широких пределах и зависит от состава сплава и структуры отливок. Величина зерна в отливках из магниевых сплавов в значительном мере определяется толщиной стенки сечения и применяемым способом литья. Чем массивнее отливка и меньше скорость охлаждения при затвердевании, тем грубее зерно. Поэтому время выдержки при нагреве под закалку в зависимости от этих факторов может изменяться в широких пределах (табл 13).
Технология термической обработки литейных сплавов

Закалка магниевых сплавов приводит к существенному повышению механических свойств, особенно в сплавах системы Mg—Al—Zn. Поэтому ее часто используют без последующего старения (режим Т4). Критическая скорость охлаждения при закалке магниевых сплавов невелика, и поэтому охлаждение после нагрева под закалку проводят в спокойном воздухе. Для интенсификации охлаждения при закалке некоторых сплавов применяют также обдувку струями воздуха или охлаждение в подогретой до 80—95° С воде.
Искусственное старение магниевых сплавов проводят в печах с воздушной атмосферой, а охлаждение после старения — в спокойном воздухе. Процессы распада при старении сопровождаются объемными эффектами, вызывающими изменение размеров отливок.