Перечисленные изменения микроструктуры обусловлены действием водорода, так как имеется достаточное количество сведений о его ответственности за образование микро- и макропористости. При проведении кристаллизации по режимам, уменьшающим содержание водорода, можно добиться появления случая, когда пористость при гомогенизации не образуется. Тогда можно заметить, что чем более насыщен твердый раствор водородом, тем интенсивнее протекает охрупчивавие в интервале 200 - 300°С. Другими словами, изменяя содержание водорода на различных этапах получения и обработки слитка иди отливки, появляется возможность регулирования хрупкости I вида и зависимой от нее хрупкости II вида.
В результате можно сделать заключение, что фиксация водорода при кристаллизации обусловливает образование выделений промежуточных фаз. Чем больше этих выделений, тем интенсивнее развиваются процессы охрупчивания при гомогенизации и при нагреве в интервале 200-300°С. В случае наиболее полного удаления водорода при кристаллизации можно добиться отсутствия выделений промежуточных фаз и, в связи с этим, водородная хрупкость II вида при прочих равных условиях развиваться не будет. В настоящей работе приведены результата по кристаллизации с приложением давления, которые полностью подтверждают это. Сделаны следующие выводы:
1. Предложен механизм водородной хрупкости, формирующейся при кристаллизации алюминиевых сплавов, основанный на представлениях о ведущей роли водорода в формировании выделений промежуточных фаз. Этот механизм предусматривает образование участков металлической жидкости с повышенным содержанием водорода (стадия предвыделения), миграцию атомов алюминия или легирующих элементов в эти участки (образование кластеров) и рост зародышей промежуточной фазы. Выделения промежуточных фаз снижают прочность и пластичность алюминия (водородная хрупкость I вида).
2. Предложен и экспериментально подтвержден механизм водородной хрупкости, развивающейся при гомогенизации. Показано, что при разложении выделений промежуточных фаз, протекающем при нагреве литых сплавов, первой стадией процесса гомогенизации является дегазация, предусматривающая перераспределение водорода в твердый раствор и в последующем в атмосферу. В случае наличия мест дефектного построения (ловушки идя коллекторы) происходит накопление в них водорода, что приводит к образованию микро- и макропористости, снижающей свойства сплавов (водородная хрупкость, формирующаяся при гомогенизации).
3. Предложен и экспериментально подтвержден механизм впервые установленной хрупкости в интервале 200 - 300°С. Показано, что образование продуктов распада пересыщенных твердых растворов, снижающих прочность и пластичность в интервале 200 - 300°С, происходит в связи с распадом твердого раствора водорода в алюминии, результатом которого является образование участков с повышенной концентрацией водорода (стадия предвыделения). В эти участки протекает направленная диффузия атомов легирующих элементов (образование зародышей). Количество, форма и характер распределения продуктов распада в интервале 200 - 300°С определяются присутствием водорода и при удалении его из сплава охрупчивание (водородная хрупкость при распаде пересыщенных твердых растворов) не происходит вообще.
4. Показано, что между хрупкостями, формирующимися при кристаллизации (хрупкость I вида) и при термической обработке (хрупкость II вида), имеется тесная связь, осуществляемая водородом. Чем больше водорода введено в расплав и сохранено при кристаллизации, тем интенсивнее развивается хрупкость I вида. Это приводит к усилению процессов при гомогенизации и при распаде пересыщенных твердых растворов в интервале 200 - 300°С т.е. к усилению хрупкости II вида. Уменьшение содержания водорода за счет различных воздействий на расплав и кристаллизацию уменьшает количество выделений промежуточных фаз, что ослабляет либо полностью устраняет хрупкость II вида.
5. На основании предложенных механизмов разработана серия способов по обработке шихты и расплава, по кристаллизации и термической обработке, предусматривающих изменение содержания водорода, что позволяет регулировать количество выделений промежуточных фаз в литых сплавах, развитие процессов при гомогенизации и распаде пересыщенных твердых растворов. Высокая эффективность разработанных способов подтверждает достоверность предложенных механизмов.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.