Механизм влияния водорода на кристаллизацию и процессы при термической обработке, страница 15

Из приведенных данных видно, что предлагаемый способ дегазации уменьшает газосодержание в сплавах по сравнению с известным в 2-10 раз без существенного усложнения применяемого оборудования. В результате дегазации предел прочности металлов повышается на 20-40%, а относительное удлинение – в 1,2-2 раза. Такая дегазирующая кристаллизация позволяет существенно изменить литую структуру алюминиевых сплавов, приближая ее к структуре твердого раствора. На рис. 3.36, 3.37 видно, что дегазирующая кристаллизация позволяет предотвратить образование фазы Al₃Mg₂ в сплавах Al-11%Mg и резко уменьшить количество выделений в сплавах Al-15%Mg и Al-20%Mg.

Приведенные способы предусматривали удаление или уменьшение содержания водорода. Как было показано, это существенно уменьшает количество выделений промежуточных фаз, что было обусловлено частичным подавлением стадии предвыделения при образовании зародышей.

Следует ожидать, что если водород действительно является элементом, управляющим зарождением и ростом выделений промежуточных фаз, то увеличение его количества любым способом приводит к созданию большого числа участков предвыделения.

а                                                              б

в                                                                  г

Рисунок 3.36 – Микроструктура литых сплавов Al-11%Mg  и Al-15%Mg после обычной кристаллизации (а, б) и дегазирующей (в, г)    ×110

а                                                        б           

Рисунок 3.37 Микроструктура литого сплава Al-20%Mg после обычной (а) и дегазирующей кристаллизации (б). х110

В результате этого будет много (гораздо больше по сравнению с обычным условием) центров кристаллизации, что должно привести к образованию большого числа выделений промежуточных фаз,  размер которых обратно пропорционален их количеству. В связи с этим следует ожидать при значительном наводороживании в заэвтектических силуминах, например, образование эвтектической структуры, которая чрезвычайно необходима для формоизменения литых заготовок. Изучению структуры заэвтектических силуминов уделяется очень много внимания, поскольку многие исследователи считают их одним из наиболее перспективных конструкционных материалов. Уменьшение размеров выделений кремнистой фазы в заэвтектических силуминах получают за счет введения различных добавок ( Ti, B, V, Zr, Na, P, фосфидов различных металлов, Sr, фосфидами металлов в смеси с дегазёрами и т.д. [166 - 170] ), но действию водорода совершенно не уделено внимания.

Установлено, что введение водорода с помощью предварительно наводороженной шихты [160, 162, 171] существенно изменяет свойства сплавов за счет уменьшения размеров выделении промежуточных фаз (табл. 3.13 - 3.20).

Таблица 3.13

Влияние предварительной обработки шихтового алюминия на свойства сплава Al-5%Cu