Связь водородной хрупкости с коррозией, коррозией под напряжением и замедленным разрушением, страница 7

а

б

Рисунок 7.5 – Микроструктура закаленного сплава АМг10. Стрелкой показано   интерметаллическое соединение Al₃Ti. а - светлое поле; б – темное поле     ×260

О возможности образования субмикроскопической пористости водородом отмечалось в ряде работ [43], а присутствие в составе сплава бериллия предотвращает возможность удаления водорода при гомогенизирующем нагреве, что подтверждается изучением структуры сплавов после выдержки до 528 ч. Более того, исследования влияния добавок бериллия на структуру двойных сплавов алюминий-магний показали, что именно бериллий ответственен за формирование этих мест неоднородной травимости. Установлено также, что повышение содержания магния в сплаве приводит к выявлению мест неоднородной травимости и границ дендритных ячеек (рис.7.6). Подобная структура может быть получена и в сплавах, содержащих магний на нижнем пределе, но только в том случае, если при плавке дополнительно увеличивалось количество водорода.

Таким образом, изучение структуры сплавов после закалки позволяет установить дополнительные особенности, свидетельствующие об участии водорода и, с другой стороны, проследить наследование литой структуры. Это наследование помогает связать наличие и количество выделении β-фазы в литых сплавах с интенсивностью проявления неоднородной травимости в закаленных. Чем больше содержание магния и водорода в литых сплавах, тем сильнее химическая неоднородность, выражающаяся в образовании выделений β-фазы, интерметаллидов и выявлении вторичных границ (границ дендритных ячеек). В соответствии с этим можно считать, что чем больше выделений β-фазы и интерметаллидов в литых сплавах, тем сильнее неоднородная травимость в закаленных. Неоднородная травимость в закаленных сплавах обусловлена присутствием водорода. С увеличением содержания водорода, наследуемого от литого состояния, неоднородная травимость изменяется от дендритных конфигураций до выявления ячеистой структуры. [77].

Наибольший интерес представляет исследование микроструктуры в местах отливок, прилегающих к "самопроизвольно" образовавшейся трещине. В последующем целесообразность этого становится еще более очевидной, поскольку появляется возможность установить по изменению структуры в зоне разрушения некоторые детали самого разрушения, наблюдаемые при фрактографическом исследовании изломов.

Длительное естественное старение существенно изменяет структуру свежезакаленных сплавов. Однако, это изменение заключается в основном в проявлении ячеистой структуры в сплавах, содержащих магний на нижнем и среднем пределах, и усилении травимости границ дендритных ячеек с соответствующим уменьшением неоднородной травимости внутри их в сплавах с повышенным содержанием магния. На рис. 7.7, 7.8 представлена микроструктура образца из сплава АМг10, вырезанного из отливки, содержащей 11,5% магния и естественно состаренной в течение 6 лет. Поскольку плотность распределения ямок травления внутри дендритных ячеек существенно уменьшилась по сравнению со свежезакаленным состоянием, а травимость границ ячеек увеличилась, то можно предположить развитие во времени процесса

"перераспределения" ямок травления из тела ячеек на границы.

Уменьшение содержания магния в отливках тормозит формирование ячеистой структуры, однако полностью не устраняет в зоне предполагаемого разрушения, если в сплаве содержится десять и более процентов магния.

Для выявления существенной роли магния в формировании ячеистой структуры были специально приготовлены отливки по существующей на одном из предприятий технологии. Отливки содержали 11,5; 10,5 и 8,5% магния (первые два состава - сплав АМг10, третий - сплав следующего состава: Аl + 8,5% Mg + 0,12% Ti + 0,09% Ве + 0,10% Zr) и изучались через два года после закалки.