Другие предметы \ Материаловедение

Механизм влияния водорода на кристаллизацию и процессы при термической обработке, страница 3

а

б

в

Рисунок 3.16 –  Микроструктура сплава Al – 0,5% Тi:

а – обычное приготовление, б – насыщение расплава H2O, в – насыщение расплава LiН    ×110

г

д

е

Продолжение рисунка 3.16

г-д-е – кристаллизация расплава с 900 ºС, 730 ºС, 680 ºС    ×110

а

б

в

г

Рисунок 3.17 –  Микроструктура сплава Al – 1% Zr:

а – обычное приготовление, б – насыщение расплава H2O, в, г – электролитическое наводороживание лигатуры Al-Zr в течение 0,5-1 ч   ×110

Рисунок 3.18 –  Влияние легирования на содержание водорода в алюминии

1- Al-Si; 2- Al-Mg; 3- Al-Cu; 4- Al-Zn

Наводороживание расплава усиливает ликвационные процессы и увеличивает количество хрупких выделений промежуточных фаз. При различных воздействиях на металлическую жидкость особое внимание должно быть уделено влиянию таких металлов, которые часто вводят для устранения угара основных легирующих элементов. К числу их прежде всего следует отнести бериллий. Он является одним из элементов, придающих металлическим сплавам особые свойства. Так, например, введение его в медь придает последней способность к интенсивному старению, резко повышающему ее прочность [126]. Известно также влияние бериллия на образование цементита в железе [127]. Относительно магниевых и алюминиевых сплавов установлена прежде всего его способность предотвращать угар магния и уменьшать окисление [128].

Таблица 3.1

Влияние выстаивания лигатуры в атмосфере водяных паров при 900ºС на фазовый состав алюминиевых сплавов

Сплав

Время выстаивания, мин.

Объемное содержание фаз, %

Промежуточная фаза

Твердый раствор

Al – 1%Fe

-

9,14

90,86

20

13,06

86,94

60

16,07

83,93

80

26,94

73,06

Al – 1%Cr

-

1,48

98,52

20

2,5

97,5

60

4,5

95,5

80

11,56

88,44

Таблица 3.2

Влияние обработки расплава Н2О и LiH на объемное содержание фаз в

алюминиевых сплавах

Сплав

Обычное приготовление

Насыщение Н2О

Насыщение LiH

Промежуточная фаза, %

Твердый раствор, %

Промежуточная фаза.%

Твердый раствор. %

Промежуточная фаза, %

Твердый раствор, %

Аl-1%Сr

1,48

98,52

2,72

97,38

6,30

93,70

Al-l%Zr

5,75

94,25

11,242

88,738

8,49

91,51

Al -1% Si

5,88

94,12

9.96

90,04

10,83

89,17

Al - 1%Се

4.76

95,24

5,09

94,91

7,51

92,49

Al- 0,5% W

1,84

98,16

4,22

95,78

4,34

95,66

Дополнительно к этому установлено, что бериллий способен влиять и на микроструктуру алюминиево-магниевых сплавов, что выражается в появлении мест неоднородной травимости [77], которые в последующем тесно связаны с образованием трещин при длительном хранении отливок [105]. Указанные воздействия бериллия на свойства металлических материалов требуют установления основных закономерностей его влияния на поведение сплавов при кристаллизации. Было проведено исследование влияния добавок бериллия на формирование литой структуры двойных сплавов. Выплавка их проводилась в соответствии с существующей технологией. После рафинирования хлористым марганцем или гексахлоэтаном и заливки с 710-730 °С в подогретую металлическую форму из полученных слитков вырезали образцы для анализа микроструктуры и измерения механических свойств. При изучении было обнаружено, что бериллий прежде всего усиливает химическую неоднородность, что для алюминия и его малолегированных сплавов приводит к повышению прочности (табл.3.3). Это устанавливается по количеству выделений промежуточных фаз, расположенных по границам зерен и межосным пространствам.

Скачать файл