Структура та механічні властивості сплаву АЛ9 в технологічному ланцюжку «модифікування-обробка в рідкому стані»

Abstract

Метою дослідження є вирішення актуальної задачі задоволення потреби машинобудування в алюмінієвих сплавах, що деформуються, за одночасної фактичної відсутності їх вітчизняного виробництва за рахунок розробки деформованого сплаву на основі ливарного сплаву АЛ9. Для досягнення поставленої мети необхідно встановити закономірності впливу комплексної дії на розплав мікролегування стронцієм та скандієм та технологічних параметрів оброблення в рідкому стані на структуроутворення та формування комплексу механічних властивостей доевтектичного силуміну АЛ9 для розширення сфер його використання, зокрема для виготовлення продукції обробкою тиском. Методи. У роботі досліджували доевтектичні силуміни АЛ9 – вихідного складу та АЛ9 з добавками стронцію та скандію в оптимальній концентрації. Гідроциркуляційну та водневу обробки проводили при температурі 750оС на обладнанні ФТІМС НАНУ за методикою, розробленої на ФТІМС НАНУ під керівництвом член-кореспондента НАНУ Г. П. Борисова. Мікроструктуру вивчали на оптичному мікроскопі "Axiovert - 200MAT". Ідентифікацію фаз проводили методом рентгеноструктурного аналізу на дифрактометрі ДРОН 3М в Соk фільтрованому випромінюванні за стандартною методикою. Випробування на розтягнення проводили на п'ятикратних зразках з діаметром робочої частини 10 мм на випробувальній машині INSTRON при навантаженні 2 кН. Результати. Наукова новизна. Встановлено закономірності структуроутворення та формування комплексу механічних властивостей при спільному впливі Sr, Sc в оптимальній концентрації та термо-часових параметрів гидроциркуляційної та водневої обробок. Підчас гідроциркуляційної обробки протягом 5…15 хв та водневої обробки 20 хв, в обох випадках, спостерігається підвищення диференціювання евтектики, практично повне зникнення залізовмісних фаз, що в результаті обумовлює підвищення одночасно і міцносних, і пластичних властивостей. Перевищення оптимального часу обробки приводить до нівелювання отриманого ефекту – відновлення грубо диференційованої структури, виділення залізовмісних фаз та зниження комплексу властивостей. Практична цінність. Оптимізували термочасові параметри гідроциркуляційної та водневої обробок сплаву АЛ9 та АЛ9(Sr,Sc). Гідроциркуляційна обробка АЛ9(Sr,Sc) протягом 5...15 хвилин забезпечує підвищення механічних властивостей сплаву: - відносного подовження на 40%; межі плинності на 16%; межі міцності на 20%; воднева обробка протягом 20 хв забезпечує підвищення межі міцності на 5-10% та пластичності на 15%.