Аналіз літературних джерел показує, що витримка між гартуванням та штучним старінням може суттєво впливати на формуваня фазового складу, структури і рівень механічних властивостей деяких алюмінієвих сплавів.

Актуальність досліджень у цьому напрямку полягає в тому, що в промислових умовах деталі із алюмінієвих сплавів не відразу піддаються штучному старінню після гартування. Під час такої витримки при кімнатній температурі, що є, фактично, природним старінням, і відбуваються зміни фазового складу і структури, що впливає на рівень механічних властивостей сплавів після кінцевої термічної обробки.

В даній роботі досліджено вплив часу витримки при кімнатній температурі між гартуванням та штучним старінням на фазовий склад, структуру та механічні властивості ливарного сплаву Al–5%Mg–2%Zn, що за своїм хімічним складом близький до промислового сплаву АЦ4Мг. У даний сплав додатково вводили 0,15% Ti і Zr, для підвищення рівня його механічних властивостей.

Зразки досліджуваного сплаву після гартування витримували при кімнатній температурі протягом 1 місяця, після чого піддавали їх штучному старінню за однаковим режимом та вимірювали рівень їх механічних властивостей.

Режим нагрівання під гартування сплаву наступний: 440 °С, 5 год + 520 °С, 15 год. Режим штучного старіння: 80 °С, 8 год + 190 °С, 2 год.

Згідно даним, наведеним в табл. 1, можна зробити висновок, що витримка зразків сплаву після гартування при кімнатній температурі у перші 24 год призводить до зниження рівня механічних властивостей. У часовому інтервалі витримки 24…48 год характеристики міцності сплавів починають зростати, і ця тенденція зберігається протягом 1 місяця, а характеристика пластичності (відносне видовження) продовжує знижуватись до 5,4%.

Таблиця 1 – Вплив часу витримки між гартуванням та штучним старінням на механічні властивості сплаву Al–5%Mg–2%Zn

Примітка: Сплав мікролеговано 0,15% Ti і Zr.

За допомогою рентгенофазового, мікрорентгеноспектрального та металографічного аналізів установлено, що після витримки протягом перших 24 год у досліджуваному сплаві починає видилятися b–фаза (Al₃Mg₂) у вигляді голок. Виділенням крихкої b–фази можна пояснити зниження рівня механічних властивостей сплаву Al–5%Mg–2%Zn.

Під час витримки в часовому інтервалі 24…240 год починає видилятися метастабільна Т¢–фаза (Al₂Mg₃Zn₃). Підвищуючи час витримки до 720 год, можна спостерігати виділення часток стабільної Т–фази. Дана фаза, згідно аналізу літературних джерел, і відповідає за підвищення характеристик міцності сплаву Al–5%Mg–2%Zn.

Таким чином, можна зробити висновок, що для досліджуваного сплаву витримка при кімнатній температурі між гартуванням та штучним старінням у часовому інтервалі 1…24 год сприяє розпаду алюмінієвого твердого розчину за послідовністю:               ЗГП®b'–фаза®b–фаза. При збільшенні часу витримки до 720 год розпад алюмінієвого твердого розчину відбувається за схемою: ЗГП®Т'–фаза®Т–фаза. Підвищення часу витримки до 1 місяця сприяє виділенню Т–фази, що впливає на підвищення характеристик міцності досліджуваного сплаву.