Улучшение микроструктуры алюминиевых сплавов » Ремонт Строительство Интерьер

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Улучшение микроструктуры алюминиевых сплавов

15.06.2021

В общем случае размер зерна микроструктуры при дендритной кристаллизации алюминиевых сплавов, которая имеет место в большинстве систем, может быть связан со средней скоростью охлаждения при кристаллизации еср или локальным временем кристаллизации (время, необходимое для укрупнения структуры) tf следующими зависимостями:

где (TL-TS) — интервал кристаллизации сплава; DAS — размер дендрита; а, b и m — константы.

Для нескольких алюминиевых сплавов установлены экспериментальные зависимости между средней скоростью охлаждения и размерами ветвей дендритов. Например, исследованы размеры дендритов в сплаве Al — 10,5 % Si в зависимости от средней скорости охлаждения вплоть до 10в5 °C/с. Методом электронной микроскопии на репликах с медной подложкой установлено, что длина ветвей дендритов составляет 0,01-0,5 мкм, а величина прослоек эвтектической составляющей имеет близкие к ней значения. Однако в большинстве исследований эксперименты были ограничены сложностью точных замеров скорости охлаждения при значениях последней менее 10в3 °С/с.

На рис. 2.4. показана эффективность различных методов кристаллизации с точки зрения улучшения микроструктуры при используемых в каждом методе скоростях охлаждения и приведена зависимость размера ветвей дендрита, выраженная уравнением (2) для алюминиевых сплавов. Следует осторожно использовать экспоненциальную зависимость уравнения (2) для оценки влияния скорости охлаждения при быстрой кристаллизации на размер ветвей дендрита, поскольку достоверность этой зависимости при больших значениях входящих в нее величин недостаточна, особенно если исследуемая микроструктура не имеет типично дендритной морфологии. Кроме того, константы в этом уравнении меняются в зависимости от состава сплава. Исследования влияния состава сплава на структуру при фиксированной средней скорости охлаждения в двойных сплавах Al—Cu, Al—Mg, Al—Si и Al—Zn показали, что увеличение концентрации растворенного элемента вызывает уменьшение размеров ветвей дендрита, особенно в области низких концентраций. При увеличении скорости кристаллизации происходит также измельчение вторичных фаз, включая эвтектические составляющие. Дисперсионное упрочнение, связанное с этим эффектом, авторы работы наблюдали в сплавах системы Al—Si.

Быстрая кристаллизация может также вызывать измельчение зерен до 1 мкм, что значительно меньше, чем при обычных методах литья. Босуэлл и Чедвик провели количественный анализ измельчения зерен при кристаллизации алюминия с большими скоростями охлаждения (> 10в5 °C/с) при распылении, и ими получена хорошая сходимость результатов экспериментов с теоретически рассчитанными размерами зерен.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: