umocnienie wydzieleniowe.doc

1. Wstęp teoretyczny

W stopach umocnionych wydzieleniowo cząstki innej fazy uzyskuje się podczas obróbki cieplnej stopu polegającej na rozpuszczaniu, przesycaniu i starzeniu. Cechą tych stopów jest to, że ze wzrostem temperatury następuje koagulacja i rozpuszczanie się cząstek. Dlatego stop szybko mięknie ze wzrostem temperatury. Podczas starzenia z przesyconego i jednorodnego roztworu stałego wydzielają się fazy metastabilne i stabilne, a różne fazy metastabilne dają różne efekty umocnienia. Dlatego przez obróbkę cieplną można w szerokim zakresie zmieniać własności stopów umacnianych wydzieleniowo.

W stopach umocnionych dyspersyjnie w miękkiej osnowie metalicznej znajdują się twarde nierozpuszczalne cząstki innej fazy. Cząstkami fazy dyspersyjnej są zwykle tlenki charakteryzujące się bardzo małą szybkością koagulacji i małą rozpuszczalnością ze wzrostem temperatury. Dlatego stopy

umacniane cząstkami fazy dyspersyjnej bardzo powoli miękną ze wzrostem temperatury. Przykładami są cząstki Al203 w Al Lub Cu oraz ThO2 w Ni. Materiały takie uzyskuje się przez utlenianie wewnętrzne lub metalurgią proszków. Ze względu na dużą stabilność cieplną stopy utwardzane dyspersyjnie zachowują dużą wytrzymałość w wysokiej temperaturze. Występująca w stopie faz ciągła, stanowiąca znaczną jego objętość, jest nazywana osnową. Tworzące się w osnowie cząstki inne fazy są nazywane wydzieleniami.

2. Przebieg ćwiczenia.

Sześć próbek  poddano wyżarzaniu w temperaturze 530OC przez godzinę aby rozpuścić miedz w osnowie Al. Następnie gwałtownie ochłodzono próbki w celu przesycenia stopu. Następnie starzono sztucznie 5 próbek w piecu o temperaturze 300OC kolejno przez 10, 20, 35, 45 i 70 minut. Na każdej z 6 próbek dokonano pomiaru twardości metodą Vickersa.

3. Wyniki pomiarów

4.

5. Wnioski

Analizując otrzymane wyniki zauważono wzrost twardości próbek wraz z czasem starzenia jednak proces ten trwa do pewnego momentu. Po zbyt długim czasie starzenia w którym kolejne fazy metastabilne zwiększające twardość zaczynają się rozpuszczać, co prowadzi do wydzielenia się fazy stabilnej która zawsze zmniejsza wytrzymałość materiałów.. Na ćwiczeniach zastosowano starzenie sztuczne aby przyspieszyć proces, starzenie w temperaturze otoczenie (naturalne) daje lepsze efekty utwardzające i maksymalne wartości są bardziej rozłożone w czasie przy czym proces ten jest znacznie dłuższy.