Регистрация / Вход
Прислать материал

Влияние термической обработки на структуру и упрочнение литейного алюминиевого эвтектического сплава

ФИО: Алексеева Е.В.

Направление: Материаловедение

Научный руководитель: к.т.н., доц. Базлова Татьяна Алексеевна, д.т.н., проф. Белов Николай Александрович

Институт: Институт экотехнологий и инжиниринга

Кафедра: Кафедра Технологии литейных процессов

Академическая группа: ММЛ-13-1

Существующие системы, на базе которых созданы литейные алюминиевые сплавы – Al-Si-Mg (Cu), Al-Si-Mg-Cu, Al-Cu-Mn, Al-Cu-Mg-Ni и др. – в значительной мере исчерпали ресурсы повышения базовых эксплуатационных характеристик, в частности прочностных. Это существенно сдерживает их применение в наиболее ответственных отраслях: авиации, оборонной промышленности. В связи с этим возникает необходимость рассмотрения принципиально новых систем легирования. В качестве перспективных добавок для создания алюминиевых сплавов нового поколения предлагаются кальций и скандий. Кальций способен облегчить вес изделий, добавка скандия способствует формированию при нагреве упрочняющих наночастиц фазы Al3Sc.

С использованием расчетных и экспериментальных методов изучен фазовый состав алюминиевых сплавов системы Al–Ca–Sс–X (Х-добавка Mg, Ni, Fe, Mn, Zn, Cu, Si), содержащих 0,3 масс.%Sc. Изучено влияние температуры отжига в диапазоне до 600 °С на структуру и упрочнение сплавов. Показано, что максимум упрочнения, обусловленный выделением наночастиц фазы Al3Sc, во всех исследованных сплавах, достигается при 300–350°С. Исключение составляют сплавы с кремнием, у которых при избытке Si упрочнение может как отсутствовать, так и составлять более 40 НV (при избытке Ca). Начиная с 500°С выявляется формоизменение эвтектик: сначала фрагментация и сфероидизация алюминидов, а затем их укрупнение.

Из полученных данных следует принципиальная возможность создания литейных сплавов со Sc на базе эвтектики (Al)+Al4Ca+Al9NiCa. Такие сплавы видимо будут сочетать высокие литейные свойства и возможность упрочнения за счет отжига при 300–350°С без предварительной закалки.