СПОСОБ СТАРЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ ВЫСОКОТОЧНЫХ ПРИБОРОВ ИЗ ЗАКАЛЕННОГО СПЛАВА АК8М
PROCEDURE FOR AGEING PARTS OF HIGH PRECISION INSTRUMENTS OUT OF QUENCHED ALLOY AK8M

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при термической обработке деталей высокоточных приборов.
Известен способ старения закаленного алюминиевого сплава АК8М, который заключается в нагреве при 170±5°C с выдержкой в течение 8-16 часов и охлаждении на воздухе [I]. Способ взят в качестве аналога. Этот способ старения повышает прочность у сплава АК8М, но при этом существенно снижается пластичность (относительное удлинение - δ≥1,5%), что может привести к хрупкому разрушению деталей, особенно в условиях эксплуатации при отрицательных температурах (-60°С).
Известен способ двухступенчатого старения сплава АК8М, который включает нагрев при 130±5°C с выдержкой 2-3 часа, далее производят нагрев до температуры 160±5°C, выдерживают 4-6 часов и охлаждают на воздухе. Этот способ взят в качестве прототипа [II]. Способ-прототип не обеспечивает прочность, необходимую для тонкостенных деталей высокоточных приборов.
Технический результат изобретения - повышение прочности и надежности деталей.
Технический результат изобретения достигается способом старения деталей высокоточных приборов из закаленного сплава АК8М, включающим двухступенчатое старение с охлаждением на воздухе, в котором первую ступень старения проводят в течение 1,5 часов при температуре 140±5°С, а затем нагревают детали до 170±5°С, выдерживают 3 часа на второй ступени старения.
Предлагаемый способ старения деталей высокоточных приборов из сплава АК8М имеет новые существенные отличия от способов аналога и прототипа, что обеспечивает технический результат.
Технический результат достигается за счет образования центров зарождения упрочняющей фазы по всему объему сплава на первой ступени старения (140±5°С, 1,5 часа).
Это способствует дальнейшему равномерному образованию (коагуляции) упрочняющей фазы на второй ступени старения уже при более высокой температуре (170±5°С, 3 часа), что способствует увеличению прочности и пластичности закаленного сплава АК8М по сравнению со способом аналога и прототипа.
Пример практического применения.
Подвергали старению по различным режимам образцы 2-х плавок сплава АК8М.
Результаты исследования указаны в таблице.
Свойства образцов из сплава АК8М состаренных по различным режимам после закалки при 515±5°С - выд. 4 часа и охлаждение в воде
№№ п/п
№№ Плавки
Режимы старения
Свойства
Среднее значение свойств
Примечание
σ<sub>в</sub>, кгс/мм<sup>2</sup>
δ,%
σ<sub>в</sub>, кгс/мм<sup>2</sup>
δ,%
1
2
3
4
5
6
7
8
1
А
Нагрев до 170±5°С, выдержка 8 часов, охлаждение на воздухе
28,5-29
2,7-2,9
29,6
2,6
В
29-31
2,5-2,7
1a
Способ-аналог
А
Нагрев до 170±5°С, выдержка 16 часов, охлаждение на воздухе.
29,1-29,9
2,5-2,7
29,7
2,5
В
29,4-30,3
2,3-2,5
2
А
Нагрев до 130±5°С, выдержка 3 часа, нагрев до 160±5°С, выдержка 4 часа, охлаждение на воздухе
25,1-26,5
2,9-3,1
-
25,8
3,0
Способ-прототип
В
25,6-26
2,8-3,2
2а
А
Нагрев до 130±5°С, выдержка 2 часа, нагрев до 160±5°С, выдержка 6 часов, охлаждение на воздухе
25,1-26,5
2,9-3,1
25,8
3,05
В
25,4-26,1
3,0-3,2
Нагрев до 140±5°С, выдержка 1.5 часа, нагрев до 170±5°С, выдержка 3 часа, охлаждение на воздухе
Предлагаемый способ
А
29,2-31,1
3,0-3,2
3
30,3
3,1
В
29,4-31,5
3,0-3,3
Нагрев до 130±5°С, выдержка 3 часа, нагрев до 170±5°С, выдержка 8 часов, охлаждение на воздухе
Способ, выходящий за пределы предлагаемого
4
А
31,4-32,0
2,1-2,7
32
2,4
'
В
32,1-32,5
2,0-2,5
Примечания к таблице. 1. При экспериментах использовали образцы №2 табл.3 ГОСТ 1583-93. Образцы отлиты в песчаные формы.
2.
Химический состав:
Si
Mn
Mg
Cu
Ti
Fe
Плавка А
7,7
0,3
0,38
1,1
0,14
0,5
Плавка В
7,8
0,33
0,39
1,3
0,15
0,38
3. На каждый режим термической обработки использовали по три образца каждой плавки.
4. Результаты свойств таблицы являются среднеарифметическими значениями испытаний 3-х образцов.
5. Точность температуры в электрических печах ±5°С.
Использование предлагаемого способа позволяет получить по сравнению со способом-прототипом следующие преимущества:
в
1) Повысить прочность σ более чем на 17%.
2) Сократить продолжительность технологического процесса на 1,5-4,5 часа.
Источники информации
Межгосударственный стандарт. Сплавы алюминиевые литейные.
Технические условия ГОСТ 1583-93. Приложение В. Рекомендуемые режимы термической обработки сплавов. Таблица В.1
I) Стр.41а; Стр.29а, б.
II) Стр.41б; Стр. 29а, б.