ВЛИЯНИЕ ПЕРЕХОДНЫХ МЕТАЛЛОВ НА МИКРОСТРУКТУРНУЮ КОМПОЗИЦИЮ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ В ЛИТОМ СОСТОЯНИИ

Abstract

Работа посвящена исследованию влияния комплексного легирования алюминиевых сплавов магнием, марганцем, скандием, цирконием и гафнием. С этой целью в стальной кокиль были отлиты слитки А85, а также сплавы систем Al–Mg, Al–Mg–Sc, Al–Mg–Mn–Sc и сплав 1570 в том числе с добавками гафния 0,5 %. У всех сплавов изучена зёренная структура, интерметаллидные включения и механические свойства. Для сплавов 1570 и 1570–0,5Hf дополнительно на просвечивающем электронном микроскопе изучались наночастицы типа Al3(ПЭ1x, ПЭ2(1-х)). Анализ зеренной структуры показал, что увеличение содержания магния, а затем марганца, а после добавки скандия (до 0,3 %) постепенно снижают размер зерна. Однако в целом зёреннная структура остается дендритной. Равноосная структура появляется лишь при комбинированном скандиево-циркониевом легировании, а добавки гафния позволяют добиться её дополнительного измельчения. При увеличении содержания легирующих элементов растет количество крупных интерметаллидных частиц, формирующихся при кристаллизации. Необходимо отметить, что во многих крупных неравновесных частицах содержится большое количество скандия и циркония. Добавки гафния уменьшают количество скандия и циркония в крупных интерметаллидных частицах, повышая их содержание в пересыщенном твердом растворе. Рост содержания мелкодисперсных частиц, образующихся при остывании слитка, наблюдается лишь после комбинированного скандиево-циркониевого легирования в результате прерывистого распада. При добавлении гафния выпадение наночастиц из пересыщенного твердого раствора при остывании слитка практически прекращается. Механические свойства в литом состоянии вначале растут вследствие твердорастворного упрочнения и измельчения зерна, а затем за счет появления частиц типа Al3(Sc,Zr).