Технология термообработки сплава В93

       Влияние структуры  слитка на свойства деформированных полуфабрикатов объясняется тем,  что выделившиеся при  кристаллизации интерметаллидные соединения при деформации дробятся, но их конечный размер, влияющий на механические свойства,  зависит от размера этих соединений в литой структуре.

       Реальные условия кристаллизации  слитков  в  производстве ведут к образованию неравновесной литой структуры.  Её особенности заключаются в следующем:

     1)легирующие  элементы и примеси неравномерно  распределены по объёму дендритной  структуры,  периферийные  зоны  обогащены элементами, понижающими   температуру  плавления алюминия (Cu, Zn, Mg, Si,  Mn) и обеднены  элементами,  повышающими  его  точку  плавления (Cr, Zr, Ti);

     2)в  литом металле могут присутствовать  фазы,  которых  не должно  быть при равновесной кристаллизации,  например, фазы, входящие в состав  неравновесной эвтектики;

     3)фазы, образующиеся  в результате эвтектической  реакции, располагаются по границам  дендритов,  а  взаимодействующие   с алюминием по перитектической  реакции - в центре зерна.

     Химический  состав литого металла также неодинаков  как  по сечению слитка, так и  в пределах одного зерна. Это явление  называется зональной и дендритной ликвацией и также является результатом  неравновесной кристаллизации.  На поверхности слитка обычно образуется тонкий слой с очень высоким содержанием  легирующих элементов, что является результатом обратной зональной  ликвации. Он устраняется фрезеровкой  поверхности слитка. Дендритная ликвация  может  быть устранена гомогенизационным  отжигом.

     Усадочная и  газовая пористость в незначительных размерах может завариваться при  горячей пластической деформации, однако крупные  пузыри, а также окисные  и шлаковые включения часто являются причиной внутренних расслоений в  готовых  полуфабрикатах. Размеры  их могут изменяться от долей миллиметра до нескольких сантиметров и являются неисправимым браком.

     Как правило, перед горячей обработкой для устранения различных дефектов слиток подвергают гомогенизационному отжигу. Его необходимость  вызывается малой  пластичностью  слитка, полученного  непрерывным или полунепрерывным  способом  литья. В   результате   неравновесной кристаллизации возникает  дендритная ликвация, приводящая к  образованию неравновесной эвтектики, хрупких интерметаллидных фаз по границам  зерен и между ветвями  дендритов. Дендритная ликвация в слитке ухудшает технологичность при горячей  и  холодной обработке давлением, снижает  пластичность готового изделия. Гомогенизационный отжиг уменьшает  количество трещин при  горячей прокатке, позволяет увеличить  степень  обжатия  при  обработке давлением.

     Гомогенизация предназначается для выравнивания концентрации сплава, более равномерного распределения легирующих элементов  в объеме зерен твердого раствора, разрушения литой сетки и сфероидезации  частиц ряда фаз. Эти процессы осуществляются при очень высоких температурах, длительном их воздействии и определенной скорости охлаждения в соответствии с природой сплава.

     Гомогенизационный отжиг для слитка из сплава В93 производят при температуре 440-470°С  с выдержкой 8-12ч. .

       Наиболее часто для гомогенизации  слитков применяют электрические  шахтные   печи.   По   боковой   поверхности   шахты   расположены  нагревательные элементы в виде  проволоки или ленты. Внутри  шахты установлена реторта из  жароупорной стали, открытая сверху  и снизу. В реторту помещают  корзину с деталями, подлежащими  термообработке. Нагрев деталей  производится горячим воздухом. Печи работают с замкнутым  циклом циркуляции: нагретый воздух  прогоняется посредством вентилятора,  установленного в крышке или  в дне печи, через корзину с  деталями, затем расходится по  радиусам в кольцевое пространство  между корзиной и стенками   печи   и   снова   подогревается,   омывая   нагреватели.   Чтобы  обеспечить равномерный нагрев  изделий как со стороны входа горячего воздуха,  так и со стороны его выхода, периодически  переключают направление вращения двигателя вентилятора, лопатки которого выполнены так, что позволяют или вытягивать или нагнетать воздух в камеру печи.