Механизм влияния водорода на кристаллизацию и процессы при термической обработке, страница 24

Значительное влияние на гомогенизацию оказывает предварительная обработка, заключающаяся в нагреве в окислительной среде. Она также резко сокращает время гомогенизации. Например, предварительное кипячение резко сокращает время нагрева под закалку алюминиевых сплавов различных систем (табл.3.30).

Таблица 3.30

Влияние термической обработки на механические свойства сплавов

На основании выдвинутых положений по существу механизма хрупкости, развивающейся при кристаллизации и гомогенизации, а также приведенных доказательств этого механизма, можно считать, что водород является ответственным за развитие этой хрупкости,

Регулирование содержания водорода за счет различных воздействий на жидкие и твердые алюминиевые сплавы открывает перспективу управления их свойствами и достижения значительного положительного эффекта.

3.2.2. Хрупкость при распаде пересыщенных твердых растворов и новые режимы старения

Особенности распада пересыщенных твердых растворов в связи с присутствием водорода, а также закономерности водородной хрупкости в интервале 200-400 °С для алюминия и его сплавов подробно рассмотрены в [63-64, 136] и в разделе 2.2.2.2. настоящей работы.

Прежде всего проведенное изучение микроструктуры и разрушения указывает на довольно четкое изменение их после нагрева в интервале 200-300 ºС. Именно после нагрева при этих температурах в микроструктуре можно наблюдать максимальное количество продуктов распада и, в связи с этим, развитие межкристаллитного разрушения. С помощью специально сконструированного приспособления для оптического микроскопа (рис. 3.46) на примере сплава АМг10 показано несколько случаев разрушения (рис.3.47, 3.48). Закаленные образцы после нагрева при 80-450 °С в течение 1 ч подвергались растяжению с фиксацией изменений микроструктуры. Замечено, что в закаленных образцах развивается интенсивная пластическая деформация, но если в зоне разрушения имеются выделения металлидов Al₃Ti и Al₃Zr, то образование трещин происходит по ним (рис.3.48 а-в). Нагрев при 150 °С не изменяет характер разрушения и оно остается вязким внутрикристаллитным, однако обнаруживаются межкристаллитные надрывы (рис. З.48 г), которые свидетельствуют о протекании ранних стаций образования продуктов распада на границах. Более высокий нагрев (200-300 °С) сменяет разрушение на межкристаллитное и в зоне разрушения практически не выявляются какие-либо следы пластической деформации (рис.3.48). При еще более высоком нагреве (350-450 °С) продукты распада не обнаруживаются и разрушение вновь становится вязким внутрикристаллитным. Полная зависимость хрупкости от содержания водорода подтверждается также с помощью изучения свойств одного и того же сплава, но на образцах прибыльной, средней и донной частей слитка. Они различаются количеством определяемого водорода и поэтому в донной части, которая более газонасыщена, количество продуктов распада и хрупкость всегда наибольшие (рис.3.49).

Рисунок 3.46 – Приспособление для изучения микроструктурной картины разрушения алюминия и его сплавов на оптическом микроскопе. 1-зажимное устройство; 2-электродвиготель; 3-вариатор скоростей растяжения; 4-нагружающее устройство.