Влияние эвтектикообразующих элементов на структуру и свойства высокопрочных сплавов системы Al - Zn - Mg

• Автор: Чеверикин, Владимир Викторович
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 179 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Промышленные литейные алюминиевые сплавы

1.2. Тройная система I.

1.2.1. Сплавы системы

1.2.2. Литейные свойства сплавов системы .

1. 2. 3. Термообработка сплавов системы

1. 2. 4. Основные закономерности коррозионного поведения сплавов системы

1.2.5. Влияние процесса старения на коррозионные свойства сплавов.

1.2.6. Влияние добавок и соотношения на коррозионные свойства сплавов

1.2.7 Сплавы системы с малым количеством эвтектики
1.2.8. Влияние примесей железа и кремния на структуру и свойства сплавов системы
1.3. Новые литейные высокопрочные сплавы
1.3.1. Принципы легирования новых литейных высокопрочных сплавов
1.3.2. Двойная система i
1.3.3. Тройная система i.
1.4. Высокопрочный свариваемый никалин АЦ6Н
1.5. Влияние циркония и скандия на структуру и свойства сплавов.
ВЫВОДЫ ПО ОБЗОРУ ЛИТЕРАТУРЫ.
2. МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Объекты исследования.
2.2. Определение литейных свойств.
2.3. Термический анализ.
2.4. Термическая обработка
2.5. Определение механических свойств.
2.5.1. Испытания на растяжения и изгиб
2.5.2. Испытание на вязкость разрушения.
2.5.3. Измерение твердости
2.5.4. Испытания на высокоцикловую усталость
2.5.5. Испытания на ударную вязкость
2.5.6. Испытания на малоцикловую усталость
2.6. Методика структурных исследований
2.6.1. Световая микроскопия
2.6.1.1. Количественная металлография
2.6.2. Растровая электронная микроскопия СЭМ.
2.6.3. Просвечивающая электронная микроскопия ПЭМ
2.7. Микрорентгеносиектральиый анализ.
2.8. Рентгеноструктурный анализ.
2.9. Определение коррозионных свойств.
2 Определение коэффициента термического расширения
2 Измерение плотности.
2 Обработка металлов давлением
2 Расчет фазовых диаграмм.
3. ВЛИЯНИЕ НИКЕЛЯ II СТРУКТУРУ, МЕХАНИЧЕСКИЕ И ЛИТЕЙНЫЕ СВОЙСТВА СПЛАВОВ СИСТЕМЫ I .
3.1.1. Анализ и построение фазовой диаграммы системы i.
3.1.2. Экспериментальное исследование влияния никеля на структуру литых и закаленных сплавов 4,5 и I.
3.1.3. Политсрмические разрезы системы Ii. Предварительный выбор оптимального состава и режимов термообработки сплавов
3.3. Влияние никеля на механические свойства сплавов и характер разрушения
4. ВЛИЯНИЕ ЖЕЛЕЗА И КРЕМНИЯ НА СТРУКТУРУ, МЕХАНИЧЕСКИЕ И ЛИТЕЙНЫЕ СВОЙСТВА СПЛАВОВ СИСТЕМЫ i
4.1. Система i.
4.1.1. Анализ и построение фазовой диаграммы системы i
4.1.2. Экспериментальное исследование влияния кремния на структуру литых сплавов
4.1.3. Построение политермического разреза системы i
4.1.4. Построение кинетических зависимостей твердости после закалки и старения
4.2. Система ii.
5. ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПОЛУЧЕНИЯ ДЕФОРМИРОВАННЫХ ПОЛУФАБРИКАТОВ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ СИСТЕМЫ С ДОБАВКАМИ ЭВТЕКТИКООБРАЗУЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ
5.1. Разработка режимов получения деформированных полуфабрикатов
5.2. Влияние циркония и скандия и режима термообработки на структуру и
свойства сплавов
6. ИССЛЕДОВАНИЕ КОРРОЗИОННЫХ СВОЙСТВ, ТРЕЩИНОСТОЙКОСТИ И
УСТАЛОСТИ НОВЫХ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ СИСТЕМЫ МЯпОД
ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Однако изза низких литейных свойств широкое использование этого сплава затруднено. Сплавы системы АпМ с суммарным содержанием цинка и магния в пределах 9 также представляют большой интерес для изучения. По данным И. Н. Фридляндера и др. АпЛ обладают хорошими прочностными свойствами ов0 МПа, аод0 МПа, . Прочность данных сплавов и эффект старения растут при увеличении суммарного содержания магния и цинка вплоть до 9 . Максимальной прочностью обладают сплавы находящиеся на разрезе А1Т Л2Мез2п3 . Необходимо отметить, что исключительно высокий уровень прочности возможно получить только после упрочняющей термообработки в частности закалки и старения. К основным литейным свойствам алюминиевых сплавов обычно относят жидкотекучесть, усадку, склонность к образованию трещин, герметичность. Сплавы этой системы кристаллизуются в широком интервале температур. В работах А . А. Бочвара и И. И. Новикова , установлено, что большая часть литейных свойств зависит от эффективного температурного интервала кристаллизации. Чем шире эффективный интервал кристаллизации, тем меньше жидкотекучесть, поэтому сплавы системы АпГ имеют пониженную жидкотекучесть. Разумеется, пониженная жидкотекучесть широкоинтервальных сплавов сужает область их применения при литье в металлические формы. Однако широкое промышленное применение широкоинтервальных сплавов АЛ , АЛ, АЛ 8 свидетельствует, что пониженная жидкотекучесть не является непреодолимым препятствием. Гораздо более серьезную проблему представляет повышенная горя челом кость высокопрочных сплавов системы АпМд 2. Природа горячеломкости и методы ее оценки подробно рассмотрены в работе . Горячеломкость сплавов определяется соотношением их прочности, пластичности и величиной линейной усадки в эффективном интервале кристаллизации . Кроме того, на горя челом кость сплавов оказывает влияние и прсдусадочное расширение . Иоказапо, что склонность к образованию горячих трещин тронных сплавов А1пМ растет с увеличением концентрации цинка и уменьшением концентрации магния. Сплавы с соотношением 2пМ1 обладают достаточно низкой горячеломкостыо только в области составов с суммарным их содержанием более , что недопустимо с точки зрения сопротивляемости коррозии под напряжением 3, . В работе указывается, что одним из важных факторов, влияющих на горя челом кость сплавов, является температурный интервал хрупкости. Чем меньше температурный интервал хрупкости, тем сплав менее склонен к горячсломкости. Температурный интервал хрупкости может быть уменьшен путем изменения размеров и формы кристаллитов в результате добавок модифицирующих элементов. Добавки модификаторов способствуют получению при кристаллизации более мелких и более разветвленных деидритов твердого раствора, что должно приводить к снижению верхней границы эффективного интервала кристаллизации. Поэтому введение титана и циркония в сплавы АпМ повышает их сопротивляемость образованию кристаллизационных трещин вследствие сужения интервала хрупкости и повышению относительного удлинения в этом интервале 2, 3, . Как показано в работе , предусадочное расширение может влиять при определенных условиях на горячел ом кость. Однако при литье в жесткие формы это влияние, очевидно, положительное, так как предусадочное расширение здесь в значительной мерс затруднено и реализуется в уменьшении линейной усадки при кристаллизации. Известно, что сплавы системы ЛпМ обладают наибольшей прочностью после закалки и старения. Для литейных алюминиевых сплавов системы А1п основными видами термической обработки может быть закалка с последующим искусственным старением или только искусственное старение без закалки. В результате закалки без полиморфного превращения 9 при низкой температуре фиксируется пересыщенный легирующими элементами и вакансиями твердый раствор 3,9. Сплавы системы АпМд, характеризуются относительно низкими критическими скоростями закалки и поэтому при кристаллизации в металлической форме может фиксироваться достаточно сильно пересыщенный твердый раствор, распад которого при последующем старении без закалки дает существенное упрочнение.