При розробці технології термічної Oбработка міді і її сплавів доводиться враховувати дві їх особливості: високу теплопровідність і активна взаємодія з газами при нагріванні. При нагріванні тонких виробів і напівфабрикатів теплопровідність має другорядне значення. При нагріванні масивних виробів висока теплопровідність міді є причиною більш швидкого і рівномірного їх прогріву по всьому перетину в порівнянні, наприклад, з титановими сплавами.
У зв'язку з високою теплопровідністю при термічній обробці мідних сплавів не виникає проблеми прокаливаемости. При використовуваних на практиці габаритах напівфабрикатів і виробів вони прогартовуються наскрізь.
Мідь і сплави на її основі активно взаємодіють з киснем і парами води при підвищених температурах, по крайней мере, більш інтенсивно, ніж алюміній і його сплави, В зв'язку з цією особливістю при термічній обробці напівфабрикатів і виробів з міді і її сплавів часто застосовують захисні атмосфери , в той час як в технології термічної обробки алюмінію захисні атмосфери зустрічаються рідко.
Відпал міді і її сплавів проводять з метою усунення тих відхиленні від рівноваги структури, які виникли в процесі затвердіння або в результаті механічної дії якої попередньої термічної обробки.
Гомогенізаціонний отжиг полягає в нагріванні злитків до максимального можливої температури, що не викликає оплавлення структурних складових сплавів. Ліквационноє явища в міді і латунях розвиваються незначно, і нагрів зливків під гарячу обробку тиском достатній для їх гомогенізації.
Основними сплавами міді, які потребують гомогенізаціонного відпалі, є олов'яні бронзи, так як склади рідкої і твердої фаз в системі Cu-Sn сильно відрізняються, в зв'язку з чим розвивається інтенсивна дендритная ізоляція.
В результаті гомогенізаціонного відпалу підвищується однорідність структури і хімічного складу злитків. Гомогенізаціонний отжиг - одна з умов отримання якісного кінцевого продукту.
Відпал рекристалізації - одна з поширених технологічних стадій виробництва напівфабрикатів міді і сплавів на її основі.
Температуру початку рекристалізації міді інтенсивно підвищують Zr, Cd, Sn, Sb, Cr, в той час як Ni, Zn, Fe, Co чинять слабкий вплив. Підвищення температури початку рекристалізації при одночасному присутності кількох елементів неаддитивну, але незначно перевищує внесок від найбільш ефективно діючої домішки. У певних випадках, наприклад, при введенні в мідь свинцю і сірки, сумарний ефект вище, ніж окремих ефектів. Розкислення фосфором мідь на відміну від кислородсодержащей міді схильна при відпалі до сильного росту зерна Поріг рекристалізації в присутності фосфору зсувається в область більш високих температур.
Критичний ступінь деформації для безкисневої міді з величиною зерна близько 2 * 10в-2 см після відпалу при 800 ° С протягом 6 год становить приблизно 1%. Домішки, наприклад залізо, збільшують критичну ступінь деформації, яка для латуней становить 5-12% (рис. 44).
На температуру рекристалізації латуней також впливає попередня обробка, в першу чергу ступінь холодної деформації і величина зерна сформувався при цій обробці. Так, наприклад, час до початку рекристалізації латуні Л95 при температур 440 ° С становить 30 хв при ступеня холодної деформації 30% і 1 хв при ступеня деформації 80%.
Величина вихідного зерна діє на процес кристалізації протилежно підвищенню ступеня деформації. Наприклад, в сплаві Л95 з вихідним зерном 30 і 15 мкм отжиг після 50% деформації при температурі 440 ° С призводить до рекристалізації через 5 і 1 хв відповідно. У той же час величина вихідного зерна не впливає на швидкість рекристалізації, якщо температура відпалу перевищує 140 ° С.
На рис. 45 наведені дані щодо впливу складу # 945; -латунь на температуру відпалу (ступінь деформації 45% час відпалу 30 хв), яка забезпечує отримання заданої величини зерна. При однакових умовах деформації і відпалу зі збільшенням вмісту цинку величина зерна зменшується, досягає мінімуму а потім зростає. Так, наприклад, після відпалу при 500 ° С протягом 30 хв величина зерна становить: в міді 0,025 мм; в латуні з 15% Zn 0,015 мм, а в латуні 35% Zn 0.035 мм. На рис 45 також видно, що в # 945; -латунь зерно починає рости при відносно низьких температурах і зростає аж до температур солідусу У двофазних (# 945; + # 946;) - і спеціальних латунях зростання зерна, як правило, відбувається лише при температурах, при яких залишається одна # 946; + фаза. Наприклад, для латуні Л59 значне збільшення зерна починається при відпалі вище температури 750 ° С.
Температуру відпалу латуней вибирають при розмірно на 250-350 ° С вище температури початку рекристалізації (табл. 16).
На рис. 46 наведені оптимальні режими відпалу простих латуней за результатами узагальнення технологічних рекомендацій, накопичених у вітчизняній і світовій практиці. Виявляється тенденція до підвищення температури повного відпалу латуні зі збільшенням вмісту в них цинку.
При виборі режимів рекристаллизационного відпалу латуней слід враховувати, що сплави, що лежать поблизу фазової кордону # 945; / # 945; + # 946; (Рис. 46), через змінної розчинності цинку в міді можуть термічно зміцнюється. Загартування латуней, що містять більше 34% Zn, робить їх схильними до старіння (рис. 47), причому здатність до зміцнення при старінні зростає зі збільшенням вмісту цинку до 42%. Практичного застосування цей вид термічного зміцнення латуні не знайшов. Проте швидкість охолодження латуней типу Л63 після рекристаллизационного відпалу впливає на їх механічні властивості. Можливість розпаду пересичених розчинів в # 945; -латунь, що містять більше 34% Zn, і в # 945; + # 946; -латунь слід також мати на увазі при виборі режимів відпалу для зменшення напруги. Сильна холодна деформація може прискорювати розпад пересичених # 945; - і # 946; -розчину при відпалі.
За літературними даними, температура початку ре кристалізації латуні Л63 коливається від 250 до 480 ° С. Найбільш дрібнозернистий структура в сплаві Л63 утворюється після відпалу при температурах 300-400 ° С. Чим вище ступінь попередньої холодної деформації, тим менше величина рекрісталлізованного зерна і більше твердість (рис. 48) при однакових умовах відпалу.
Якість відпаленого матеріалу визначається не тільки його механічними властивостями, але і величиною рекрісталлізованного зерна. Величина зерна в повністю рекрісталлізованной структурі досить однорідна. При неправильно встановлених режимах рекристаллизационного відпалу в структурі чітко виявляються дві групи зерен різної величини. Ця так звана подвійна структура особливо небажана при операціях глибокої витяжки, вигину або полірування та травлення виробі.
Зі збільшенням розмірів зерна до певного пределa штампуемость латуней поліпшується, але якість поверхні погіршується. На поверхні виробу при величині зерна більш 40 мкм спостерігається характерна шорсткість «апельсинова кірка».