Механизм влияния водорода на кристаллизацию и процессы при термической обработке, страница 21

Как было отмечено ранее, растворение хрупкого выделения промежуточной фазы можно представить как процесс, заключающийся в выходе водорода из выделения, переходе его в твердый раствор и последующем выходе в атмосферу или молизации в дефектных участках. По мере насыщения алюминия водородом, выделяющимся из промежуточной фазы, растворение ее прекращается, поскольку новые порции водорода не могут быть вмещены в ограниченный объем. Поэтому растворение промежуточной фазы с образованием пористости или без нее огранивается насыщенностью твердого раствора водородом. Исходя из этих соображений, следует ожидать, что, изменяя содержание водорода в выделениях промежуточных фаз и в твердом растворе, можно регулировать процесс гомогенизации в широких пределах и получить растворение хрупких выделений в сплавах, которые традиционно считаются нетермообрабатываемыми без изменения содержания "официальных" компонентов.

Одним из доказательств водородного механизма растворения выделений промежуточных фаз является разработанный способ обработки расплава, предусматривающий увеличение количества водорода и уменьшение термической стойкости выделений. Этот способ обработки расплава алюминиевых сплавов, включающий введение в расплав легирующих компонентов, отличающийся тем, что с целью сокращения времени гомогенизации сплавов без снижения их механических свойств, расплав обрабатывают 1-10%-ным раствором серной кислоты в течение 10-30 мин при температуре на 50-150 °С выше температуры ликвидуса. В табл.3.24, 3.25 приведены результаты испытаний механических свойств по известному и предлагаемому способам. Из приведенных данных видно, что сплавы, приготовленные предлагаемым способом, обладают большой способностью гомогенизироваться, чем приготовленные по известному способу. Новый способ позволяет сократить время гомогенизации в 2-12 раз. При этом механические свойства сплавов практически не уменьшаются, а для некоторых сплавов (Аl - 17% Мg, Аl - 20% Мg), которые считались ранее негомогенизируемыми прочность возросла с 30 до 175 МПа и с 0 до 25 МПа, а пластичность с 0 до 1,5 и 1% соответственно. Такое изменение механических свойств обусловлено более интенсивным растворением выделений в сплавах, которые согласно диаграмме состояния могут гомогенизированы. В сплавах, которые по существующим представлениям не могут быть гомогенизированы (Аl - 17-20% Мg ), также наблюдается существенное изменение микроструктуры (рис. 3.44, 3.45). При этом установлено, что проведение гомогенизации промышленных сплавов тина АМг10Л, подвергавшихся наводороживанию в расплавленном состоянии по принятой технологии, предусматривающей нагрев при 435±5 °С в течение 20-24 ч, приводит к развитию пористости и резкому снижению прочности и пластичности. Максимум же свойств определяется после 6-8 ч нагрева.

Приведенные результаты убедительно доказывают положение о ведущей роли водорода в образовании и растворении выделений промежуточных фаз.

Таблица 3.24

Влияние обработки расплава на гомогенизацию сплавов АЛ1, Аl- 15% Mg

Таблица 3.25

Влияние обработки расплава на гомогенизацию сплавов АЛ8, Аl- 17% Mg,

Аl- 20% Mg.