Отожженное состояние и закаленное состояние меди

Ключевые определения и технические принципы

1.1 Состояние отжига (состояние O, согласно стандартам ASTM)

Отжиг – этоконтролируемый процесс нагрева и медленного охлажденияПредназначен для смягчения материала, уменьшения внутреннего напряжения и улучшения или гомогенизации его микроструктуры.

Стандартные этапы процесса:

Обогрев: Нагрейте медный сплав до температуры300–950 градусов (572–1742 градусов по Фаренгейту)(зависит от типа сплава: например, чистая медь ≈ 450–650 градусов; латунь ≈ 400–700 градусов; бронза ≈ 500–850 градусов). Температура обычно на 50–100 градусов выше температуры рекристаллизации сплава, чтобы обеспечить полную рекристаллизацию.

Замачивание: Удерживайте материал при заданной температуре в течениеот 30 минут до 4 часов(в зависимости от толщины и сплава), чтобы обеспечить диффузию атомов и устранение остаточных напряжений.

Охлаждение: Медленное охлаждение (например, охлаждение в печи, воздушное охлаждение для низкоуглеродистых медных сплавов) со скоростью50–200 градусов/часво избежание повторного возникновения стресса или формирования нестабильных фаз.

Микроструктурные изменения:

Устраняет нагартование (при холодной прокатке, ковке или волочении) за счет формирования новых,-свободных от напряжений равноосных зерен.

Уменьшает внутренние напряжения (например, от сварки или механической обработки), которые могут вызвать деформацию или растрескивание при эксплуатации.

Гомогенизирует химический состав (критически важно для литых сплавов с сегрегацией) и растворяет хрупкие осадки (например, Cu₂O в кислород-содержащей меди).

info-448-444 info-442-445

1.2 Закаленное состояние (состояние H с закалкой или состояние Q)

Закалка – этобыстрый процесс охлаждениякоторый замораживает высокотемпературную-микроструктуру материала, что приводит к образованию метастабильных фаз и улучшению механических свойств. За ним часто следует отпуск (вторичная термообработка), чтобы сбалансировать прочность и пластичность, но «закаленное состояние» здесь относится к материалу сразу после быстрого охлаждения.

Стандартные этапы процесса:

Обогрев: Нагрейте сплав до700–980 градусов (1292–1796 градусов по Фаренгейту)(выше температуры солидуса для твердых-растворных сплавов, например Cu-Cr-Zr, Cu-Ni-Si) для растворения легирующих элементов в медной матрице.

Замачивание: Выдерживать при температуре в течение15–60 минутдля обеспечения равномерного образования твердого-раствора.

Быстрое охлаждение: Быстро охладить материал, используя такие среды, как вода, масло или принудительный воздух (скорость охлаждения больше или равна 100 градусов в секунду), чтобы предотвратить осаждение легирующих элементов или фазовые превращения.

Микроструктурные изменения:

Сохраняет пересыщенный твердый раствор (легирующие элементы, такие как Cr, Zr или Ni, остаются в медной матрице, а не образуют осадки).

Образует мелкозернистые-или даже нанокристаллические структуры из-за подавления роста зерен при быстром охлаждении.

Создает умеренное внутреннее напряжение (меньшее, чем при холодной обработке) и может образовывать мартенситные или бейнитные фазы в некоторых медных сплавах (например, сплавах Cu-Be).