Механизм влияния водорода на кристаллизацию и процессы при термической обработке, страница 4

Причем такое влияние установлено для случая образования фаз, кристаллизующихся как первично, так и вторично. Например, в сплаве А1 - 3,5% Ti до введения бериллия количество выделений составляло 50-60 см^-2, а после введения - 70-90 см^-2. Аналогичное установлено для двойных сплавов Al-Mg (90 и 115 см^-2 выделений фазы без бериллия и с бериллием для сплава А1 - 9,5% Mg).

Таблица 3.3

Влияние бериллия на свойства литого алюминия и его сплавов

При анализе микроструктуры можно установить некоторые особенности действия бериллия на травимость границ зерен, дендритных ячеек и тела самих зерен. Довольно отчетливо эти особенности микроструктуры наблюдаются при изучении ее в темном поле. Наибольшее внимание в этом случае было уделено сплавам Al-Mg, поскольку на их основе существуют два литейных (АМг6Л, АМг11) и один деформируемый (АМг6) сплавы, широко применяющиеся в различных сферах техники. При изучении их микроструктуры прежде всего выявляется наличие выделений β-фазы (Al₃Mg₂). Изучение микроструктуры по высоте слитка позволяет обнаружить резкое различие между донной и прибыльной частями. Так, например, в сплаве АМг11 в донной части можно видеть наибольшее количество выделений β-фазы, причем эти выделения дисперсны и часто имеют округлую форму. В то же время в средней и верхней (прибыльной) части слитка β-фаза имеет вытянутую форму и по местам ее расположения можно наблюдать пористость. В связи с этим было сделано предположение, что бериллий сохраняет в расплаве не только содержание магния, но и водорода, который в определенной мере является ответственным за химическую и физическую неоднородность. Для доказательства был использован специальный метод обработки шихтовых материалов [69], который обеспечивал введение дополнительных количеств водорода в расплав. Установлено, что электролитическое наводороживание шихтовых материалов и сплавов приводит к увеличению количества выделений β-фазы в структуре и пористости в прибыли. Измерение содержания водорода методом вакуумной экстракции позволило установить, что наибольшее его количество находится в донной части слитка. Размодифицированная часть,  примыкающая к прибыли, содержит наименьшее количество водорода (1,15 см³/100г в донной части и 0,56 см³/100г в прибыльной). Это указывает на характерное свойство бериллия удерживать избыточное количество водорода. При сравнении одних и тех же мест слитков из сплавов Аl-Cu, Al-Si, Al-Mg без и с добавкой 0,05=0,1% Be всегда наблюдается повышенное содержание водорода в сплавах и бериллием. Этому сопутствует увеличение количества выделений вторых фаз и часто их коагуляция. Возможно с этим связано упрочняющее действие бериллия на свойства литых сплавов,

В табл.3.4 приведены данные по свойствам литых сплавов А1-Сu. Как видно, бериллий способствует повышению прочности за счет увеличения количества выделений фазы CuAl₂ в малолегированных сплавах. При значительном содержании меди (4%) добавка бериллия снижает прочность. В связи с этим необходимо обратить внимание на порядок введения шихтовых материалов. Замечено, что если бериллий вводит последним, то эффект упрочнения пропадает. Если же ввести его первым, то упрочнение будет максимальным. Однако в этом случае значительно развита химическая неоднородность, выражающаяся прежде всего, в увеличении количества выделений промежуточных фаз. Видимо, упрочнение сплавов происходит не в связи с присутствием бериллия как обычного легирующего элемента, а из-за его особенного влияния на содержание водорода, веденного вместе с шихтовыми материалами. При введении в расплав компонентов, отличающихся высокой активностью взаимодействия с водородом (например, титан, цирконий, электролитические медь, никель и др.), последний удерживается в расплаве благодаря наведению на его поверхности плотной окисной пленки в присутствии бериллия. Такая пленка не только препятствует выгоранию магния, но и удалению других элементов (в том числе и водорода) из расплава.