Структура литых алюминиевых сплавов после различных видов термической обработки
Разные скорости охлаждения сплава после гомогенизации заметно влияют на микроструктуру слитков. Подтверждением этого положения служат структуры образцов, представленные на рис. 3.23. Уже при охлаждении образцов на воздухе наблюдается равномерный точечный распад по всему полю; при охлаждении со скоростью 10 °С/мин намечается образование зон, свободных от выделений, вероятно, за счет обеднения этих… Читать ещё >
Структура литых алюминиевых сплавов после различных видов термической обработки (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Гомогенизация сплавов с добавками тугоплавких элементов — марганца, титана, циркония, ванадия — способствует максимальному переходу в твердый раствор этих элементов и в то же время приводит к выделению их из твердого раствора в виде вторичных интерметаллидов.
При проведении гомогенизации при более высокой температуре (540 °С) процесс выделения тугоплавких элементов из твердого раствора слитка, видимо, ускоряется, что, вероятно, приводит к обеднению раствора этими элементами ниже содержания, обеспечивающего необходимый уровень прочностных характеристик слитка сплава 1201 (рис. 3.16).
Рис. 3.16. Микроструктура образцов сплава 1201 (слиток диаметром 205 мм), обработанных в течение 24 ч при следующих температурах, °С (х200):
а — 535; б — 545; в — 550; г — 555; д — 560; е — 570; ж — 580.
В литых сплавах системы алюминий — магний с различным содержанием магния и переменным содержанием марганца, железа и кремния присутствуют фазы: (3(Al3Mg2), AlMnFe, Mg2Si. Фаза (3(Al3Mg2) появляется в сплавах с содержанием магния выше 4%, и количество ее увеличивается с увеличением содержания магния в сплаве. В сплавах с низкой скоростью кристаллизации количество фазы |3(Al3Mg2) в структуре меньше, чем при высокой скорости кристаллизации.
Введение
в сплав ванадия (уже при 0,08%) вызывает образование грубых первичных интерметаллидов А1—Мп—V.
В процессе гомогенизации сплавов алюминий — магний растворяются фазы (3(Al3Mg2) и Mg2Si, причем фаза (3 легко растворяется уже при температуре 445 °C. С повышением температуры гомогенизации и времени выдержки вначале растворяются тонкие веточки фазы Mg2Si, при этом форма выделений Mg2Si сглаживается и при 500 °C фаза Mg2Si значительно коагулирует. В сплавах, отлитых в шамотный тигель, коагуляция происходит медленнее, так как выделения фазы более грубые. С увеличением содержания магния в сплаве растворимость фазы Mg2Si уменьшается.
На гомогенизированных образцах наблюдается распад пересыщенного твердого раствора. Распад происходит преимущественно по границам дендритных ячеек. С увеличением температуры гомогенизации и времени выдержки распад становится более равномерным, а при температуре 500 °C продукты распада заметно укрупняются. На рис. 3.17 — 3.22 приведены микроструктуры сплавов системы А1—Mg с различным содержанием магния в зависимости от применяемого режима гомогенизации.
Разные скорости охлаждения сплава после гомогенизации заметно влияют на микроструктуру слитков. Подтверждением этого положения служат структуры образцов, представленные на рис. 3.23. Уже при охлаждении образцов на воздухе наблюдается равномерный точечный распад по всему полю; при охлаждении со скоростью 10 °С/мин намечается образование зон, свободных от выделений, вероятно, за счет обеднения этих зон легирующими элементами из-за образования цепочек продуктов фазовой перекристаллизации по границам зерен. При охлаждении образцов со скоростью 30 °С/мин зоны, свободные от выделений, становятся шире, вторичные выделения по границам зерен вырастают до значительных размеров (рис. 3.23, г).
Рис. 3.17. Микроструктура сплава АМгЗ (Мд — 3,68%; Мп — 0,41%; Si — 0,47%; Fe — 0,13%) (х500):
а — гомогенизация 460 °C, 6 ч; б — гомогенизация 460 °C, 24 ч; в — гомогенизация 500 °C, 24 ч.
Рис. 3.18. Микроструктура сплава АМг4 (Мд — 4,05%; Мп — 0,49%; Si — 0,28%; Fe — 0,13%) (х500):
а — гомогенизация 460 °C, 24 ч; б — гомогенизация 480 °C, 24 ч; в — гомогенизация 500 °C, 24 ч.
Рис. 3.19. Микроструктура сплава АМг5 (Мд — 5,10%; Мп — 0,41%; Si — 0,17%; Fe — 0,09%; V — 0,11%) (х500):
а — гомогенизация 460 °C, 6 ч; б — гомогенизация 460 °C, 24 ч; в — гомогенизация 500 °C, 6 ч.
Рис. 3.20. Микроструктура сплава АМгб (Мд — 6,0%; Мп — 0,82%; Si — 0,41%; Fe — 0,31%; Ti — 0,086%), полунепрерывное литье (х500):
а — литое состояние; б — гомогенизация 480 °C, 12 ч; в — гомогенизация 500 °C, 6 ч.
Рис. 3.21. Микроструктура сплава АМг7 (Mg — 7,0%;
Mn — 0,55%; Si — 0,19%; Fe — 0,12%;) (x500):
a —литое состояние; б — гомогенизация 500 °C, 12 ч; в — гомогенизация 460 °C, 6 ч, литье в тигель; г — гомогенизация 500 °C, 6 ч, литье в тигель.
Рис. 3.22. Микроструктура сплава АМг8 (Мд — 7,9%; Мп — 0,62%; Si — 0,23%; Fe — 0,41%;) (х500):
а — полунепрерывное литье; б — гомогенизация 460 °C, 6 ч; в — гомогенизация 500 °C, 6 ч; г — литье в тигель.
Рис. 3.23. Влияние скорости охлаждения с температуры гомогенизации на микроструктуру слитков сплава 1420 (х200):
а — закалка в воду; б — охлаждение на воздухе; в — скорость охлаждения 10 °С/мин; г — скорость охлаждения 30 °С/мин.