Как повысить твердость сплавов цветных металлов

Как повысить твердость сплавов цветных металлов

Как можно повысить твердость цветных металлов и их сплавов: обзор технологий упрочнения титана, алюминия и их сплавов.

как повысить твердость металлов, как повысить твердость металлов и сплавов, как можно повысить твердость металлов, как можно повысить твердость металлов и сплавов

Цветные металлы и сплавы могут изменять структуру и физико-механические свойства аналогично сталям. В этой статье рассмотрим, как повысить твердость металлов и сплавов цветной группы.

Сплавы алюминия

Эти материалы могут подвергаться закалке – она увеличивает прочность и дает возможность в будущем упрочнять заготовку старением.

(Картинка 1)

Закалка приводит к образованию пересыщенного раствора легирующих веществ в матричном растворе основного металла с неравновесной структурой. Технология закалки заключается в следующем:

• Алюминиевый сплав нагревается до температуры полного или частичного растворения в алюминии избыточных интерметаллидных фаз.

• Выдерживается при этой температуре.

• Быстро охлаждается до температуры 18-20 градусов.

Чем больше степень пересыщения легирующими элементами, тем выше показатель прочности сплава.

Посредством искусственного или естественного старения неустойчивое состояние переводится к устойчивому, а прочность возрастает при одновременном снижении уровня пластичности.

Титан и его сплавы

Дальше разберем, как повысить твердость таких металлов, как титан, и сплавов на его основе.

Титан становится намного тверже, если в его структуру вводятся элементы, благодаря которым образуются направленные ковалентные связи. Так, превращение титана в его карбид или нитрид без существенного изменения электропроводности приводит к росту показателя твердости.

Внедренные в металл атомы образуют связи с атомами самого титана, и в структуре материала разные плоскости перестают скользить друг по другу.

Рекристаллизационный отжиг титана упрочняет его, делает более твердым и устойчивым к усталостным деформациям. Он подразумевает перевод металла из α-фазы в α+β - фазу.

:

На рисунке выше показана микроструктура титана в α-фазе (слева) и α+β - фазе (справа).

Важным моментом является то, что α+β – сплавы не должны отжигаться при температуре, превышающей температуру превращения α+β – фразы в β-фазу, при которой наблюдается резкое увеличение зерна.

Наиболее эффективной и современной технологией отжига является вакуумная. При ней в структуре сплавов снижается содержание водорода. Благодаря этому повышается вязкость разрушения, существенно понижается склонность к медленному разрушению и растрескиванию.

Мы сделали обзор основных способов, как можно повысить твердость металлов и сплавов цветной группы, наиболее часто используемых в промышленности. В следующих статьях мы поговорим о технологиях упрочнения сталей разных сортов.