Дифузійний відпал (гомогенізація)

Дифузійний відпал (гомогенізація).

В реальних умовах охолодження розплаву кристалізація твердих розчинів найчастіше протікає нерівноважної: дифузійні процеси, необхідні для вирівнювання концентрації зростаючих кристалів за обсягом, відстають від процесу кристалізації. В результаті зберігається неоднорідність складу за обсягом кристала внутрікристалічної ізоляція: серцевина кристалів збагачена тугоплавким компонентом сплаву, а зовнішні частини кристалів збагачені компонентом, знижуючим температуру плавлення.

На прикладі системи з евтектичним преврашеніе (рис. 5.3) схематично показано зміна середньої концентрації

Мал. 5.3. Діаграма стану компонентів з обмеженою розчинністю в твердому стані і з евтектичним перетворенням зміна середньої концентрації

кристалів твердого розчину в умовах нерівноважної кристалізації)

твердого розчину сплаву I в інтервалі температур кристалізації при відхиленні від рівноваги. Кристали твердого розчину містять менше легуючого компонента В в порівнянні з рівноважною концентрацією.

Якщо температура кінця кристалізації сплаву через зменшення вмісту компонента В в твердому розчині стане нижче евтектичною, як це показано на рис. 5.3 для сплаву то залишився до моменту досягнення евтектичною температури рідкий розчин твердне по евтектичною реакції, і в структурі сплаву з'являється евтектична складова.

Внутрікристалічної ізоляція, особливо в разі появи в структурі евтектичною складової, ускладнює подальшу обробку тиском, так як знижується пластичність сплавів.

Дифузійним отжигом називають тривалу витримку сплавів при високих температурах, в результаті якої зменшується ліквационноє неоднорідність твердого розчину. При високій температурі протікають дифузійні процеси, які не встигли завершитися при первинній кристалізації.

Диффузионному відпалу піддають злитки легованих сталей і злитки багатьох алюмінієвих сплавів, а в деяких випадках і виливки.

У сталевих злитках в результаті дифузійного відпалу досягається більш рівномірний розподіл фосфору, вуглецю і легуючих елементів в обсязі зерен твердого розчину. Якщо температура відпалу досить висока, отжиг призводить до більш сприятливого розподілу сульфідів. Дифузійний відпал сталевих злитків ведуть при температурі 1100-1300 ° С з витримкою 20-50 год.

У злитках алюмінієвих сплавів ізоляція особливо небажана. В результаті ликвации осі дендритів містять менше легуючих елементів, ніж межосних простору і кордону зерен, тому при охолодженні злитків вторинні кристали виділяються головним чином між осями дендритів і по кордонах зерен, часто в дуже несприятливою формі (по межах зерен у вигляді суцільних тендітних оболонок).

Дифузійний відпал зливків алюмінієвих сплавів проводять при температурі 420-520 ° С з витримкою 20-30 год для усунення ліквації.