Максимальные показатели твердости и прочности

Максимальные показатели твердости и прочности при всех температурах упрочнения вплоть до 100° приблизительно одинаковы; с увеличением температуры они как будто несколько снижаются. Достигаются они тем скорее, чем выше температура. При 0° упрочнение идет лишь очень медленно. Выше 100° при условии длительных выдержек начинается новый процесс. Этот последний связан с дальнейшим повышением предела текучести, сопротивления разрыву и твердости и сопровождается одновременным сильным падением удлинения и сужения. При 150-160° упрочнение достигает своего максимума; при более высокой температуре оно снова быстро уменьшается. Причину этой второй стадии упрочнения легко видеть по данным рентгенографического исследования и заключается в процессе выделения, который влечет увеличение постоянной решетки (и снижение электрического сопротивления). Первая стадия упрочнения, напротив, должна быть отнесена за счет процессов внутри твердого раствора, так как константа решетки при этом остается неизменной, а электрическое сопротивление вначале повышается.

Оба процесса упрочнения накладываются друг на друга различным образом в зависимости от состава сплава. В обычном дуралюмине упрочнение при низких температурах, т. е. старение при комнатных температурах или естественное старение, бывает очень сильно; старение при повышенных температурах или искусственное старение дуралюмина увеличивает лишь предел текучести, однако присадка кремния к дуралюмину при искусственном старении вызывает значительное общее упрочнение. В сплавах, свободных от магния, естественное старение мало эффективно; только при искусственном старении они получают достаточно высокие механические свойства. Если, однако, медноалюминиевые сплавы очень чисты, т. е. свободны от железа, то они сильно упрочняются уже при комнатной температуре.

Действительно ли алюминиевые сплавы принципиально отличаются своим поведением от других сплавов, до сих пор не выяснено. Принимая во внимание уровень наших современных познаний, нужно предположить, что собственно выделению предшествуют процессы собирания атомов в гомогенном твердом растворе. В ряде случаев установлены такие изменения свойств перед наступлением выделения, однако нигде эти изменения не наблюдались с такой ясностью, как в алюминиевых сплавах. По-видимому, процессы, происходящие в твердом растворе, имеют особое значение при низких температурах отпуска. Это могло бы служить объяснением того, почему на практике обычно предпочитают применять низкие температуры отпуска несмотря на то, что они влекут длительные выдержки. Упрочнение в этом случае бывает особенно велико, причем оно сопровождается сравнительно небольшим уменьшением пластичности.

Во всех исследованных в этом отношении сплавах выступает далее своеобразная аномалия в отношении твердости, если имеется переход от низких к высоким температурам отпуска. Твердость, подученная при низкой температуре, при повышении последней сначала быстро падает и только после достижения определенного минимума начинает вновь повышаться. С этим может быть связано часто делавшееся наблюдение, что подъем твердости при отпуске начинается лишь после известного инкубационного периода. Эта задержка упрочнения может быть устранена холодной деформацией.