Хранение отливок из сплава с 10,05% Мg, выплавка которых проводилась в течение 6 ч, показало, что через 1,5-2 года в напряженных местах полностью протекает процесс охрупчивания.
а б
в г
Рисунок 7.16 – Укрупнение ямок травления в зерне и на границах (а, б), начальная стадия образования микропористости в закаленном сплаве АМг10 х 500.
а
б
Рисунок 7.17 – Начальная стадия перераспределения водорода, образующего ямки травления, на границы дендритных ячеек. б - темное поле х 260.
Перечисленные дополнительные данные позволяют считать, что в высокопрочных литейных сплавах на основе системы Аl-Mg в связи с химическим составом и в силу различных технологических приемов имеется тайный компонент, характер и вид распределения которого полностью определяет комплекс свойств сплавов и склонность их к хрупкому разрушению. Таким компонентом является водород. Наличие в отливках растягивающих напряжений и водорода есть основное условие развития хрупкости и трещинообразования во времени.
а
б
Рисунок 7.18 – Распределение ямок травления по линиям скольжения в зоне "самопроизвольно" образовавшейся трещины при длительном хранении отливок из сплава АМг10. б - темное поле х 260.
Изменение уровня растягивающих напряжений при постоянном содержании водорода или изменение содержания водорода при постоянном уровне растягивающих напряжений при прочих равных условиях позволяют проследить самое главное - формирование микроструктуры естественно состаренного состояния. Этот процесс можно условно разделить на три стадии.
В начальной стадии водород из периферийных участков мест неоднородной травимости переходит на границы зерен (рис.7.19). В связи с этим увеличивается травимость границ и появляется обедненная приграничная зона.
На второй стадии водород переходит на границы дендритных ячеек, что обеспечивает их протравливание и возможность наблюдения. Конфигурацию зерна и дендритную неоднородную травимость еще можно наблюдать (рис. 7.20).
Третья стадия характеризуется полным переходом водорода на границы ячеек, которые отчетливо наблюдаются в светлом поле. Конфигурация темнопольного дендрита не сохраняется, но по ориентации дендритных ячеек можно определить размер исходного зерна (см. рис. 7.21).
В связи с этим можно проследить изменение разрушения от вязкого до хрупкого. Чем полнее протекает третья стадия изменения микроструктуры, тем больше участков скола в изломе естественно состаренных образцов.
Охрупчивание сплавов не происходит только в одном случае - в закаленном состоянии, когда ямки травления равномерно распределены по телу зерен, т.е. когда водород образует в основном твердый раствор с алюминием.
Для устранения сегрегации водорода по границам зерен и ячеек образцы из отливок, подвергавшиеся вылеживанию в течение 5-6 лет, подвергали обработке, заключавшейся в нагреве при температуре гомогенизации в течение 100-500 ч. Судя по микроструктуре и разрушению, можно считать полученное таким образом состояние соответствующим свежезакаленному. Это указывает на обратимость водородного охрупчивания. Следует отметить необходимость длительного времени выдержки, что говорит о трудности протекания обратного процесса. Рассасывание сегрегаций, образовавшихся на границах дендритных ячеек, протекает медленно и за указанное время не до конца, поскольку на границах ячеек, которые можно представить как коллекторы, видимо, протекает частичная молизация водорода. Поэтому, несмотря на выдержку в 150 ч и расположение ямок травления по конфигурациям дендритов, вторичные границы частично протравливаются.
Таким образом, получены данные, указывающие на развитие обратимой водородной хрупкости в алюминиевых сплавах. Объяснением ее механизма не могут быть взгляды, базирующиеся на дислокационных представлениях, поскольку новыми исследованиями, приведенным в [169] показано, что водород облегчает пластическое течение металла и разблокирует дислокации.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.