страница5/5
Дата17.01.2018
Размер0.67 Mb.
ТипИсследование

Исследование технологических и механических свойств новых литейных эвтектических алюминиевых сплавов типа «естественные композиты»


1   2   3   4   5

г д


Рис.3 – Микроструктура образцов после горячей прокатки, ОМ, ×1000: а) Al-4Ca-5Cu; б) Al-4Ca-4Ni; в) Al-6Ca-1Ni; г) Al-6Ca-0,6Si; д) Al-6Ca-0,7Fe

По наличию небольшого деформационного упрочнения (значения твердости выше, чем до деформации) можно судить о том, что структура проката не рекристаллизованная. На наш взгляд, на деформируемость экспериментальных композиций могут влиять следующие структурные факторы: размер, степень сфероидизации и объемная доля эвтектических интерметаллидов. В первых двух сплавах структура менее дисперсна, сфероидизация прошла не полностью. Доля эвтектических интерметаллидов Al4Caв сплавах с 4%Caоколо 15% по массе (расчет с помощью Thermo-Calc), а в сплавах с 6%Ca – около 20%(масс.) частицAl4Ca. Помимо структурных факторов, на деформируемость влияют технологические факторы – температура сфероидизирующего отжига (от нее зависит степень округлости частиц) и температура горячей прокатки. Для определения влияния каждого из этих факторов необходимо проводить дополнительные эксперименты. А по результатам данного эксперимента можно сказать, что все эвтектические композиции хорошо деформируются, особенно композиция Al-6Ca-0,7Fe.

Кроме того, исследовали литейные свойства сплавов 2-5 оптимального состава и с наиболее дисперсной структурой в сравнении с композицией Al-7Si (основой наиболее широко используемого силумина). Результаты исследования жидкотекучести представлены в таблице 3,
U-образная проба для сплавов Al-6Ca-1Ni и Al-7Si – на рисунках 3 а, б.
Таблица 3

Длина дуги U-образной формы проб на жидкотекучесть



Сплав

Длина дуги U-образной формы, мм

Al-6Ca-0,6Si

275

Al-6Ca-1Ni

310

Al-6Ca-0,7Fe

290

Al-7Si

295

Указанные сплавы не обнаружили склонности к образованию горячих трещин (рис. 4в).

а б в


Рис. 4 – а) U-проба сплава Al-6Ca-1Ni; б) U-проба сплава Al-7Si; в) проба «арфа» для сплава Al-7Si (пробы всех экспериментальных сплавов имеют такой же вид)
Выводы

  1. Исследована структура экспериментальных сплавов в литом и отожженном при 500°С в течении 3 часов состоянии. После отжига твердость всех сплавов закономерно снижается, но в сплавах с менее дисперсной структурой (1 и 2) фрагментация и сфероидизация проходят не полностью. Это приводит к образованию трещин в процессе деформации, в первую очередь, около наименее округлых частиц.

  2. Проведена горячая прокатка образцов из сплавов 1 и 2 при температуре 450°С, сплавов 3-5 при температуре 400°С. Степень деформации образцов составила от 48 до 82%. Прочностные свойства сплавов в горячекатанном состоянии сравнимы со свойствами кокильных отливок промышленных силуминов (у сплава АК7ч после литья в кокиль в состоянии Т6 в = 235 МПа, =1% [1]), но пластичность заметно выше
    (в = 184–289МПа,  =2,4–9,7%).

  3. По литейным свойствам (жидкотекучесть и горячеломкость) экспериментальные сплавы 3-5 (с наиболее дисперсной структурой) не уступают сплаву Al-7Si – основе известного силумина АК7ч.

Литература



  1. Золоторевский В.С., Белов Н.А. - Металловедение литейных алюминиевых сплавов,- М.: МИСиС, 2005, 376 с.

  2. Добаткин В. И., Елагин В. И., Федоров В. М. – Быстрозакристаллизованные алюминиевые сплавы. – М.: ВИЛС, 1995,
    245 с.

  3. Ю. А. Курганова, А.Г. Колмаков - Конструкционные металломатричные композиционные материалы: учебное пособие.- Издательство: МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2015, 143 с.

  4. Кузьмич Ю.В., Колесникова И.Т., Серба В.И., Фрейдин Б.М. Механическое легирование, - М.: Наука, 2005, 213 с.

  5. С.С. Кипарисов, Г.А. Либенсон Порошковая металлургия. М.: Металлургия 1991г. 432с.

  6. Белов Н.А., Золоторевский В.С., Лузгин Д.В. «Влияние термообработки на морфологию железосодержащих фаз в алюминиевых сплавах Перспективные материалы», №3, 1997 г., С.76–86

  7. Belov, N.A., Naumova E.A., and Eskin, D.G. Casting alloys of the Al-Ce-Ni System: Microstructural Approach to Alloy Design // Mater. Sci. Eng. A, 1999, Vol.271, P.134–142.

  8. Белов Н.А., Хван А.В. Структура и механические свойства эвтектических композитов на основе системы Al–Ce–Cu // Цветные металлы. 2007. №2. С. 91–96.

  9. Мондольфо Л.Ф. Структура и свойства сплавов/ Пер. с англ. – М.: Металлургия, 1979. – 640 с.

  10. Белов Н.А. «Фазовый состав промышленных и перспективных алюминиевых сплавов»,- М.: Издательский Дом МИСиС, 2010, 511 с.

  11. Ternary Alloys: A Comprehensive Compendium of Evaluated Constitutional Data and Phase Diagrams, by Günter Petzow and Günter Effenberg (Editor), Wiley-VCH; Vol. 3, 1990, 647 p.

  12. Наумова Е.А, Белов Н.А., Базлова Т.А. «Влияние термообработки на структуру и упрочнение литейного алюминиевого эвтектического сплава Al9Zn4Ca3Mg», Металловедение и термическая обработка металлов, 2015, №5, С.30–36.

  13. Белов Н.А., Наумова Е.А, Базлова Т.А., Алексеева Е.В. «Структура, фазовый состав и упрочнение алюминиевых сплавов системы Al–Ca–Mg–Sc», Физика металлов и металловедение, 2016, т.117,
    С. 208–215.

  14. Belov N.A., Naumova E.A., Alabin A.N., Matveeva I.A. “Effect of Scandium on Structure and Hardening of Al–Ca Eutectic Alloys”, Journal of Alloys and Compaunds, 2015, vol.646, P.741-747

  15. Информация на сайте www.thermocalc.com

1   2   3   4   5

Коьрта
Контакты

    Главная страница


Исследование технологических и механических свойств новых литейных эвтектических алюминиевых сплавов типа «естественные композиты»