Физико-химическое исследование фазовых и структурных превращений в отливках высокопрочных алюминиевых сплавов (системы Al-Zn-Mg-Cu-Ni-Fe) в процессе термической обработки, включающей горячее изостатическое прессование

• Автор: Акопян, Торгом Кароевич
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 157 с. : ил.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Промышленные литейные алюминиевые сплавы

1.2 Принципы разработки новых литейных сплавов

1.3 Матричные системы

1.3.1 Система Al-Zn-Mg

1.3.2 Система А1^п-М§-Си

1.4 Эвтектикообразующие системы

1.4.1 Система А1-№

1.4.2 Система А1-№-Ге

1.4.3 Система А1-№-Ре-Си

1.5 Литейные алюминиевые сплавы нового поколения (никалины)

1.5.1 Общие особенности фазового состава никалинов
1.5.2 Старение никалинов
1.5.4 Первый никалин АЦ6Н4 на базе системы Al-Zn-Mg-Cu-Ni
1.5.5 Безмедистый никалин АЦ7МгЗН
1.6 Баротермическая обработка отливок
1.6.1 Горячее изосгатическое прессование (ГИП)
1.6.2 Жидкофазное горячее изостатическое прессование (ЖГИП)
ВЫВОДЫ ПО ОБЗОРУ ЛИТЕРАТУРЫ
2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1 Объекты исследования, их получение и термообработка
2.2 Термический анализ
2.2.1 Прямой термоанализ
2.2.2 Дифференциальный термоанализ при атмосферном давлении
2.2.3 Дифференциальный термоанализ при избыточном давлении
2.3 Термическая обработка
2.4 Методика структурных исследований
2.4.1 Световая микроскопия
2.4.2 Растровая электронная микроскопия
2.5 Измерение плотности
2.6 Измерения электропроводности

2.7 Определение механических свойств
2.7.1 Испытания на растяжение и изгиб
2.7.2 Усталостные испытания
2.7.3 Измерение твердости по Бринеллю
2.8 Количественный анализ фазового состава сплавов
2.9 Аппаратура горячего изостатического прессования
2.9.1 Общая характеристика установки ГИИ
2.9.2 Сосуд высокого давления
2.9.3 Краткое описание типичного баротермического процесса
2.10 Аппаратура жидкофазного горячего изостатического прессования
ГЛАВА 3 НОВЫЕ СПЛАВЫ ЭВТЕКТИЧЕСКОГО ТИПА НА БАЗЕ СИСТЕМЫ А1-гп-Мй-Си
3.1 Оптимизация составов никалинов АЦ7НЖ и АЦ6Н0,5Ж
3.2 Экспериментальные исследования структуры и свойств никалинов АЦ6Н0,5Ж и
АЦ7НЖ
3.2.1 Структурные исследования
3.2.2 Исследование старения
ГЛАВА 4 ТЕРМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ФАЗОВЫХ РАВНОВЕСИЙ В НОВЫХ
СПЛАВАХ НА БАЗЕ СИСТЕМЫ А1-гп^-Си-№-(Ее)
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
ГЛАВА 5. ВЛИЯНИЕ БАРОТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ НА СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА НИКАЛИНОВ
5.1 Горячее изостатическое прессование отливок сплавов АЦ6Н0,5Ж и АЦ6Н4

5.1.1 Анализ структуры отливок после баротермической обработки
по режимам ГИП1 и ГИП
5.1.2 Механические свойства отливок после баротермической обработки по
режимам ГИП1 и ГИП
5.1.3 Структура и механические свойства отливок после баротермической
обработки по режиму ГИПЗ

5.2 Жидкофазное горячее изостатическое прессование отливок сплава АЦ6Н0,5Ж

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Для оптимизации концентраций основных компонентов, т.е. никеля, цинка, магния и меди были построены фрагменты диаграммы А^п-ЫНУ^-Си (рис. 1.10), что позволило обосновать не только состав сплава АЦ6Н4, но и температуры его термообработки.
Из рис. 1.10 видно, что в рассматриваемой области первично могут кристаллизоваться только (А1) и А13№. Далее в интервале температур протекает эвтектическая реакция Ь—э(А1)+А13№. В неравновесных условиях кристаллизация заканчивается при 473-475 °С по эвтектической реакции Ь—» (А1)+А13№+М(А1,7п,Мн,Си).
Неравновесный солидус (Т[^5) сплавов рассматриваемой области составов мало зависит от концентраций легирующих элементов. Из этого следует, что интервал кристаллизации никалина АЦ6Н4 (ДТ-^Тф-Т-^) достигает минимума при эвтектической концентрации (~4,5 № %), которая и определяет оптимальную концентрацию никеля (а точнее верхнюю границу диапазона, т.к. первичные кристаллы фазы А131П заведомо недопустимы из-за их грубой морфологии). Основной структурной составляющей в сплаве А1Аз°/<£п-4,5%№-2%М§-1%Си в литом состоянии являются эвтектические колонии (А1)+А13№, по границам которых располагаются прожилки фазы М(А1,2п,М§,Си) из неравновесной эвтектики (рис. 1.11).
Рис. 1.11. Микроструктура СЭМ сплава АЦ6Н4 в литом состоянии