Определение и обоснование видов и режимов структурной обработки сплава Cu+2,3%Be

2.3.3 ХТО.

Химико-термическая обработка возможна т.к. на диаграмме состояния в необходимом интервале концентраций (2,3 - 2,7 % Ве) существуют указания на термодинамическое взаимодействие компонентов в твердом состоянии. Взаимодействие возможно если новое образование имеет меньшую свободную энергию, чем сумма отдельных состояний. Такими образованиями есть смеси твердого раствора и химического соединения: и . Данное насыщение обеспечивает хорошую защиту от газовой коррозии. Термическая обработка в цикле химико-термической -- закалка на пересыщенный твердый раствор и последующее старение.

Полученные результаты о возможных видах СО для сплава Сu + 2,3 % Ве сводим в таблицу 1.2.

Таблица 1.2 - Виды возможных СО для сплава Сu + 2,3 % Ве

2.4 Определение параметров режимов структурных обработок

2.4.1 Параметры термической обработки:

I) Отжиги 1-го рода:

а) гомогенизирующий.

Температура нагрева или выдержки определяется

,

где 0,8 0,95 - коэффициент, не зависящий от типа сплава.

Но так как эта температура соответствует двухфазной области, а гомогенизацию лучше проводить в однофазной, то корректируем ее, увеличивая до 810С.

Продолжительности выдержки должна быть достаточна для протекания СП -- гомогенизации матричного твердого раствора по растворенному компоненту (эфф). Эта выдержка довольно длительна. На практике бериллиевые бронзы при данном отжиге выдерживают в течении 13 часов [3].

Скорость охлаждения регламентируется т.к. при окончании выдержки в сплаве согласно диаграмме состояния наблюдается ФП:

растворение-выделение;

эвтектоидное.

Скорость охлаждения должна быть достаточно низкой, чтобы обеспечить протекание соответственных ФП по диффузионному механизму.

б) рекристаллизационный.

Температура нагрева или выдержки определяется:

.

Т.к. ниже tс согласно диаграммы состояния (рис.1.1) мы имеем гомогенный твердый раствор , то n = 0,4 0,45:

.

Температура рекристаллизационного отжига:

,

где 30 50 - необходимый интервал перегрева для начала структурного превращения.

Продолжительность выдержки должно быть достаточной для протекания СП -- первичной рекристаллизации ( эфф)

Скорость охлаждения регламентируется т.к. в сплаве согласно диаграмме состояния наблюдается ограниченная растворимость Cu в Be (Vохл Vкр.охл).

II) Отжиги 2 рода:

а) гетерогенизирующий.

Температура нагрева или выдержки:

,

где 30 50 - необходимый интервал перегрева для начала ФП растворения.

Продолжительность выдержки должна быть достаточна для протекания ФП растворения и пост фазовых СП.

Скорость охлаждения должна быть достаточно медленной, чтобы превращение было полным и фазовый состав соответствовал равновесному [4].

Vохл Vкр.охл (критическая скорость охлаждения при отжиге)

б) с фазовой перекристаллизацией.

Температура нагрева или выдержки:

,

где 30 50 - необходимый интервал перегрева для начала ФП полиморфного или эвтектоидного.

Т.к. при этой температуре в сплаве сосуществуют две фазы, то данная перекристаллизация является неполной (неполный отжиг). Для проведения полной фазовой перекристаллизации нужно нагрев осуществлять в однофазную область , что производится при ранее назначенном гетерогенизирующем отжиге. А, так как , в принципе, параметры охлаждения и выдержки при этом у них сходны, то они в данном сплаве могут считаться взаимно заменяющими.

III) Закалки:

а) с полиморфным превращением.

Температура нагрева или выдержки:

где 30 50 - необходимый интервал перегрева для прохождения эвтектоидного ФП, которое включает в себя полиморфное.

Продолжительность выдержки должна быть достаточной для протекания эвтектоидного ФП.

Скорость охлаждения должна быть достаточно высокой, чтобы исключить распад пересыщенного матричного раствора в процессе охлаждения в диффузионной области превращения.

В общем случае Vохл Vкр.охл (критическая скорость охлаждения при закалке, проходящий по данному ФР).

б) без полиморфного превращения.

Температура нагрева или выдержки:

,

где 30 50 - необходимый интервал перегрева для начала ФП растворения.

Продолжительность выдержки должна быть достаточной для протекания ФП растворения-выделения.

Скорость охлаждения должна быть достаточно высокой, чтобы исключить распад пересыщенного матричного раствора в процессе охлаждения. Однако если сплав в дальнейшем будет подвергнут старению закалка может быть не очень резкой [3].

В общем случае Vохл Vкр.охл (критическая скорость охлаждения при закалке, проходящий по данному ФР).

Так как данная закалка производится с температур больших, чем значение температуры фазового равновесия эвтектоидного превращения, то ее нельзя назвать чисто закалкой на пересыщенный твердый раствор. Она, в данном сплаве, является смешанной, поэтому и назначаем именно ее.

IV) Стабилизирующая обработка:

а) старение.

Температура старения:

,

Продолжительность выдержки должна быть достаточна для протекания ФП и получения устойчивого состояния сплава [4].

Скорость охлаждения при стабилизирующих обработках обычно не регламентируются.

б) отпуск.

Максимальная температура отпуска:

,

Продолжительность выдержки должна быть достаточна для протекания СП и получения более равновесного состояния сплава [4].

Скорость охлаждения при стабилизирующих обработках обычно не регламентируются.