close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

МВ-07-LLC

код для вставкиСкачать

Министерство Образования РФ
Обнинский Государственный Технический Университет Атомной Энергетики
Кафедра Материаловедения
Отчёт по:
Лабораторной работе №7
"Дисперсионное твердение"
Выполнил: студент гр. Э-2-00
Юрасов Сергей
Проверила: Кочубей Е.В.
- Обнинск 2003 -
Цель работы.
Экспериментальное изучение процесса дисперсионного твердения.
Краткая теория.
К дисперсионному твердению относится большая группа процессов, в основе которых лежит явление распада пересыщенных твердых растворов, сопровождающееся повышением прочности и потерей пластичности материалов. Такое изменение механических свойств может наблюдаться при нагреве материалов, их деформации, а также в процессе эксплуатации изделий в различных условиях. Типичными представителями дисперсионно-твердеющих материалов являются большинство металлических жаропрочных материалов (например, нимоники), бериллиевые бронзы, а также алюминиевые сплавы типа дюралюминов.
Очевидно, что твердый раствор будет пересыщенным, если содержание легирующих элементов в нем превышает предел их растворимости при нормальной температуре. Такой раствор может быть получен для всех сплавов, находящихся при комнатной температуре в концентрационной области а-б на равновесной диаграмме состояния.
Диаграмма состояния системы Al -Cu
Если нагреть сплав, находящийся в концентрационной области а-б выше линии а-в, определяющую предельную концентрацию растворимости одного компонента в другом (в конкретном случае Cu в Al ), получится однородный α - твердый раствор. При быстром охлаждении (закалке) это состояние однородного твердого раствора сохраняется, и раствор окажется пересыщенным одним из компонентов (в данном случае атомами меди). Такое состояние твердого раствора является метастабильным, и он (раствор) с течением времени будет распадаться. Этот процесс распада, получивший название старения, может происходить как при комнатной температуре (естественное старение), так и при повышенной температуре (старение искусственное) . Старение является процессом диффузионным. Поэтому скорость его развития определяется температурой и временем выдержки при этой температуре, причем по мере увеличения обоих параметров скорость процесса возрастает.
Наиболее детально механизм процесса дисперсионного твердения изучен для системы Al-Си, являющейся основой для сплавов типа дюралюмин. Именно на этой системе в дальнейшем и будет сосредоточено основное внимание.
Типичный ход кривых упрочнения при различных температурах старения для системы Al-Cu.
0 1 2 3 4 5 τ,сутки
Начальный период старения, протекающего при комнатной и более низких температурах, характеризуется отсутствием или весьма малым изменением прочности. Этот период носит название инкубационного. На последующих этапах старения атомы меди, располагающиеся в закаленном состоянии статистически, собираются в определенных кристаллографических плоскостях, образуя зоны с повышенной концентрацией Cu - зоны Гинье-Престона (Г-П).
При температурах старения 150-200°С концентрация меди в зоне Г-П по мере увеличения времени старения достигает стехиометрического соотношения, соответствующего интерметаллиду CuAl2 и образуется промежуточная метастабильная фаза Θ' с собственной кристаллической решеткой, но когерентно связанной с решеткой матричного твердого раствора. Такое структурное состояние обычно соответствует максимальному упрочнению при данной температуре старения.
Увеличение времени выдержки при 150-200°С, а также дальнейшее увеличение температуры старения способствует росту частиц метастабильной фазы, нарушению когерентной связи и преобразованию промежуточной фазы Θ' в стабильную фазу Θ с тем же стехиометрическим CuAl2 составом, но с наличием границы раздела с матрицей.
Обработка результатов.
Твёрдость образцов (Al-Cu):
№1 HV = 48.1 №2 HV = 44.0 <HV> = 46.1 Твёрдость образцов после закалки (500 °С): №1 HV = 53.9 №2 HV = 53.1 <HV> = 53.5 Результаты процесса старения при 180 °С:
Время, мин10203040506080Твёрдость HV65,664,779,084,494,181,176,8
График процесса старения Al-Cu.
Вывод: В данной работе я экспериментально изучил процесс дисперсионного твердения Al-Cu. Результаты работы представлены в виде таблицы и графика.
Документ
Категория
Рефераты
Просмотров
13
Размер файла
222 Кб
Теги
llc
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа