Исследование тепловых и механических процессов, их влияние на надежность проектируемого блока, выбор оптимального способа охлаждения

дипломная работа

3.2 Влияние температуры на свойства алюминиево-магниевого сплава АМг6

Свойства сплава

Удельный вес: 2703 кг/м3

Твердость материала: HB 10 -1 = 65 Мпа

Таблица 13.

Химический состав алюминиево-магниевого сплава АМг6

Химический состав в % сплава АМг6

Fe

Si

Mn

Ti

Al

Cu

Be

Mg

Zn

до 0,4

до 0,4

0,5 - 0,8

0,02 - 0,1

91,1 - 93,68

до 0,1

0,0002 - 0,005

5,8 - 6,8

до 0,2

Рассмотрим влияние температуры на прочностные характеристики корпуса при воздействии на него внешних нагрузок.

Деформируемые алюминиевые сплавы широко применяются космической и авиапромышленности, а так же приборостроении. При изготовлении изделий из холоднодеформированных сплавов алюминия происходит их разупрочнения из-за кратковременных нагревах и выдержке при температуре 200С.

На практике используется кратковременный нагрев до 120-175°С для ускорения разупрочнения и увеличении пластичности, обеспечивая этим стабильность свойств.

При экспериментальном анализе зависимости свойств алюминиево-магниевых сплавов от температурно-временных параметров скоростного нагрева в интервале температур от 100 до 300°С, выявилось следующее изменение твердости образцов

Рис. 15.График изменения твердости образцов из алюминиево-магниевого сплава при скоростном нагреве и выдержке при заданном температурном диапазоне.

Из рисунка 15 видно, что выдержка 60 минут при нагреве до 100°С не приводит к значительному снижению твердости сплава, однако при увеличении температуры показатели резко падают. Основное снижение значения твердости происходит первые 10-15 минут.

На рисунке 16 показано влияние температуры на прочность, на рисунке 17 на изменение текучести АМг6 с ростом температуры и выдержки в течении времени. Относительное удлинение образцов можно увидеть на рисунке 18.

Рис. 16. График зависимости прочности образцов из алюминиево-магниевого сплава при скоростном нагреве и выдержке при заданном температурном диапазоне.

Рис. 17. График изменения предела текучести образцов из алюминиево-магниевого сплава при скоростном нагреве и выдержке при заданном температурном диапазоне.

Рис. 18. График изменения относительного удлинения образцов из сплава АМг6 при скоростном нагреве и выдержке при заданном температурном диапазоне.

Анализ показывает, что температурное влияние и время нагрева существенно влияет на снижение прочности сплава АМг6. Эффект упрочнения, полученный при пластической деформации, приняли за 100% и, исходя из этого, вычисляли процентное значение разупрочнения сплава. На графиках видна зависимость свойств материала от увеличения температуры. Основное снижение и удлинение происходит в первые 10-15 минут, оставшееся время не оказывает существенного влияния на процессы, протекающие внутри кристаллической решетки.

В табл. 13 показан пердел изменения прочности при кратковременных нагревах от 100 до 300°С.

Таблица 14

Из таблицы 13 следует, что нагрев до температуры 100°С в течении часа не оказывает существенного влияния на изменение предела прочности сплава. Снижение эффекта упрочнения в пределах 12,5%.С повышением температуры снижение эффекта упрочнения существенно падает. Так при температуре 300 °С после 10-ти минутного прогрева эффект упрочнения падает до 50%.

В таблице 14 показано влияние температур на уменьшение упрочнения по пределу текучести.

Таблица 14

Показатели свойств сплавов по пределу текучести значительно хуже. Так нагрев в течение часа при температуре 200°С снижает эффект упрочнения до 50%, а нагрев при 300°С приводит почти к полному снятию эффекта упрочнения сплава. Т.к. нагрев до 300°С приводит к изменением в кристаллической решетке, что снижает прочностные характеристики и увеличивает пластичность. Нагрев до 250°С изменяет свойства сплава только в основном благодаря процессам возврата, без существенной рекристализации.

Делаем вывод, что при холодной деформации резко повышается предел текучести и снижается пластичность алюминиево-магниевых сплавов. Первые 5-15 минут происходит активное разупрочнение сплава при нагреве от 100 до 300°С. Упрочнение от деформации АМг6 сохраняется вплоть до нагрева до 300°С.

Исходя из того, что эксплуатация блока ВОК не превышает часа, и за это время температура прибора не превысит 100°С, мы делаем выводы, что процессы возврата в материале изделия, которые наиболее интенсивно развиваются первые 10 минут и растут с увеличением температуры, не скажутся на его механических свойствах и принимаем стандартное значение твердости при расчете в программной среде Solid Works.

Делись добром ;)