Adam Adamek
Poznań dn.8-01-2002

Jarosław Długosz

Marek Krajewski

Utwardzanie wydzieleniowe duraluminium.

Cel ćwiczenia.

Zapoznanie się z warunkami obróbki cieplnej duraluminium i jej wpływem na właściwości mechaniczne stopu.

Przebieg ćwiczenia i wyniki pomiarów

1. Twardość HV stopu AlCu4SiMg w stanie surowym.

HVśr=75

2. Dokonaliśmy pomiaru twardości próbki tego samego stopu po przesyceniu w temperaturze 505 ± 5°C w czasie 60 min. z chłodzeniem w roztworze NaCl.

Czyli nagrzaliśmy stop do tmp. 30 ; 50 °C wyższej od granicznej rozpuszczalności w celu rozpuszczenia wydzielonego składnika w roztworze stałym, wygrzaniu w tej temperaturze i następnie szybkim schłodzeniu. W wyniku przesycania miedzią roztwór stały ω znajduje się w stanie metastabilnym, cechującym się nadmiarem energii swobodnej.

3. Starzenie próbek.

Starzenie jest zabiegiem obróbki cieplnej polegającym na nagrzaniu uprzednio przesyconego stopu do temperatury wyższej od temperatury otoczenia, ale niższej od temperatury granicznej rozpuszczalności, wygrzewaniu i studzeniu. Dobierając warunki starzenia najistotniejsze są dla nas dwa parametry, a mianowicie temp. T i czas t. Podwyższając temperaturę starzenia powodujemy wzrost wydzieleń, zmniejszenie odstępów między nimi i w konsekwencji spadek własności wytrzymałościowych. Dlatego aby otrzymać dobre własności wytrzymałościowe podczas starzenia w wyższych temperaturach, musi ono trwać krótko, aby ograniczyć rozrost wydzieleń. Przeprowadzając starzenie naturalne w temperaturze otoczenia uzyskujemy dobre własności wytrzymałościowe, na co potrzebujemy niestety dużo czasu.

Pomiar twardości próbek po starzeniu:

• Poddawaliśmy starzeniu po jednej próbce w temperaturze 200°C w czasie 15,30,45 i 60 minut.

• Jedna próbka została poddana starzeniu naturalnemu w czasie 7 dni.

Nazwa operacji	Warunki obróbki cieplnej	Nr próbki	HVśr	HBśr	Rm MPa
Stan surowy	-	1	75	70,5	211,5
Przesycanie	505°C/60 minut woda	2	71,7	66,5	199,5
Starzenie	200°C/15 minut	3	76,4	71,5	214,5
		200°C/30 minut	4	81	76	228
		200°C/45 minut	5	78	73	219
		200°C/60 minut	6	73,1	68,5	205,5
		naturalne 7 dni	7	84	78,5	235,5

4. Wyniki badań zestawione w tabeli

Wnioski.

Analizując wyniki pomiarów i porównując je z wykresem przedstawiającym wpływ temperatury i czasu na wytrzymałość na rozciąganie przesyconego aluminium możemy stwierdzić że jest niewielka różnica w twardości między starzeniem naturalnym a sztucznym.

Starzenie naturalne przeprowadzane w temperaturze pokojowej. Strukturą stopu po takim starzeniu (kilkudniowym), jest roztwór stały ω z wydzieleniami stref G-P. Starzenie naturalne pozwala na uzyskanie możliwie największego umocnienia .

Starzenie sztuczne przeprowadzone w temperaturze 200 °C, w różnych czasach spowodowało niewielki wzrost własności wytrzymałościowych, było to pewnie związane ze stosunkowo krótkim czasem starzenia i brakiem czasu potrzebnego do wytworzenia odpowiedniej liczby wydzieleń.

Twardości próbek po przesycaniu są zbliżone do siebie, są pewnie obarczone błędem odczytu długości przekątnych odcisku na badanych próbkach.

Dzięki zabiegowi utwardzania wydzieleniowego duraluminium, będące lekkim stopem uzyskuje własności wytrzymałościowe równe wytrzymałością stali. Dlatego duraluminium ma coraz większe zastosowanie i często wypiera materiały tradycyjne. Ma ono jednak jedną wadę, którą jest mała odporność na korozję.

---