Влияние состава алюминиевых сплавов на процессы, происходящие при термической обработке

 

На рис. 1.9 приведены кривые, которые показывают, как изменяется твердость сплавов А1 – Сu в зависимости от содержания меди. Эффект старения, т. е. разница в твердости между свежезакаленным и состаренным состояниями (кривая 4 на диаграмме), постепенно возрастает с увеличением содержания меди; сплав с 2% Сu и менее практически не стареет, так как пересыщение еще недостаточно, чтобы вызвать при старении существенное изменение свойств.

Максимальное упрочнение при старении отмечается при содержании 6% Сu, что соответствует (примерно) пределу растворимости меди в алюминии при высокой температуре (см. рис. 1.1).

Не только в системе А1 – Сu, но и при сплавлении с другими элементами (Mn, Li, Cu, Mg и др.) (рис. 1.10) алюминий образует раствор переменной растворимости, что делаети эти сплавы способными к упрочнению путем закалки и старения.

В двойных сплавах А1 – Сu, Al – Si, Al – Mg, А1 – Zn эффект от термической обработки менее значителен, чем в тройных и более сложных, поэтому преимущественное применение получили не двойные, а более сложнолегированные алюминиевые сплавы.

 

Рис. 1.9. Влияние содержания меди на твердость алюминиевомедного сплава в трех состояниях: 1 – отожженное; 2 – сразу после закалки; 3 – после старения на максимальную прочность; 4 – разница в твердости между свежезакаленным и состаренным состояниями	Рис. 1.10. Кривые растворимости (в твердом состоянии) некоторых элементов (Mn, Li, Cu, Mg) в алюминии

Среди подобных сплавов на основе тройных и четверных систем наибольшее применение получили сплавы следующих систем:

1. Сплавы системы А1 – Mg – Si, так называемые сплавы авиаль. В этих сплавах фазой, которая при нагреве под закалку растворяется, а при старении выделяется и вызывает упрочнение, является соединение Mg₂Si.

2. Сплавы системы А1 – Сu – Mg, так называемые дюралюмины. В них в зависимости от содержания меди и соотношения концентраций меди и магния могут образовываться или двойные соединения CuAl₂, или Al₃Mg₂ (при малом содержании одного из элементов – магния либо меди), или тройные соединения CuMgAI₂ (так называемая фаза S) и CuMg₅Al₅ (фаза Т). Данные соединения имеют переменную растворимость в алюминии.