ВЛИЯНИЕ ПЕРЕХОДНЫХ МЕТАЛЛОВ НА МИКРОСТРУКТУРНУЮ КОМПОЗИЦИЮ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ В ЛИТОМ СОСТОЯНИИ: 10.25712/ASTU.1811-1416.2022.04.011

Игорь Александрович  Зорин; Александр Михайлович  Дриц; Евгений Владимирович  Арышенский; Сергей Валерьевич  Коновалов; Федор Васильевич  Гречников; Виктор Сергеевич  Комаров

Авторы

Игорь Александрович Зорин Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева, Московское шоссе, 34, 443086, Самара, Россия https://orcid.org/0000-0001-9349-2494
Александр Михайлович Дриц Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева, Московское шоссе, 34, 443086, Самара, Россия https://orcid.org/0000-0002-9468-8736
Евгений Владимирович Арышенский Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева, Московское шоссе, 34, 443086, Самара, Россия https://orcid.org/0000-0003-3875-7749
Сергей Валерьевич Коновалов Сибирский государственный индустриальный университет, Кирова, 42, 654007, Новокузнецк, Россия https://orcid.org/0000-0003-4809-8660
Федор Васильевич Гречников Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева, Московское шоссе, 34, 443086, Самара, Россия https://orcid.org/0000-0002-3767-4004
Виктор Сергеевич Комаров Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», Ленинский проспект 4, 119991, Москва, Россия; Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук, Ленинский проспект 49, 119334, Москва, Россия https://orcid.org/0000-0003-4710-3739

Ключевые слова:

алюминиевые сплавы, легирование малыми добавками переходных элементов, микроструктура, интерметаллиды

Аннотация

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).