Фазовый состав и свойства сплавов алюминия с медью, магнием, диспрозием и тербием тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.01 ВАК РФ

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНША, ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ км. М.В.ЛОШНОСОВА '

ХИМИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

На правах рукописи

ЗИМИНА ЕЛЕНА НИКОЛАЕВНА-

УДК 669.017.1:659.715+669.85/86

' ФАЗОВШ СОСТАВ И СВОЙСТВА СПЛАВОВ АЛШШШЯ С ВДН), МАГНИЕМ, ДИСПРОЗИЕМ И ТЕРБИЕМ

( 02.00.01 - Неорганическая химия )

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Москва - 1992

Работа выполнена на кафедре общей химии Химического факультета Московского Государствошюго Университета имени М.В.Ломоносова.

Научные руководители - академик И.Н.Фридошццер;

- доктор химических наук, профессор Е.М.Соколовская.

- доктор технических наук Ю.К.Еовнеристый;

- кандидат химических наук Е.Я.Курбатова.

- Ш10 ВМС.

Защита состоится " 11 " ¿//¿'А/У 1992 г. на заседании Специализированного Совета К 053.05.059 по химическим наукам в Московском Государственном Университете имени М.В.Ломоносова по адресу: 113234, Москва, Ленинские горы, МГУ, Химический факультет, ауд. УУб

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке химического факультета МГУ.

Автореферат разослан " & " /ЧАЯ_1992 г.

Ученый секретарь Специализированного Совета кандидат химических наук

Официальные оппопенты

Ведущая организация

Д/К

/ Л.А.Кучеренко.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность теш. Дальнейшее развитие современной техники постоянно приводит к расширению, повышению и выдвижению■новых требований к свойствам материалов. Одним из путей поиска и создания материалов с заданным комплексом свойств является многокомпонентное, легирование спл^ов, базирующееся на результатах исследования диаграмм состояния соответствующих систем.

3 последние годы возрос интерес к редкоземельным металлам, что связано с их уникальными физико-химическими свойствами. Основной областью использования Ро;А в металлургии является применение их в качестве легирующих добавок к сплавал различных систем. Главным образом, это сплавы на основе магния и яелеза. Легирование алюминиевых материалов добавками РЫЛ (лантаноидами) не имеет в настоящее время широкого промышленного использования из-за недостаточной" изученности их влияния на структуру и свойства алюминия и его сплавов. Однако, в ряде работ содержится - ограниченные сведения о положительном воздействии РЗМ на эти характеристики. Причем отмечается, что элементы иттрпевой подгруппы РЗМ оказывают большее влияние на повышение температуры рекристаллизации алюьиния, чем элементы цериевой подгруппы. Таким образом, создание алюминиевых сплавов с участием РйЛ,исследование их характеристик и изыскание различных областей применения этих сплавов является ватной задачей современной науки.

. В качестве объектов настоящего исследования были выбрани алюминиевые сплавы, легированные диспрозием, тербием, магнием и медью в силу того, что диспрозий и тербий относятся к пттрие-вой подгруппе Р31.1, а медь и магний служат составными частями наиболее пшроко применяемых в промышленности конструкционных алюминиевых сплавов, например марок Д15 и Ь9оц.

Все вышесказанное определяет актуальность темы настоящей работы, посвященной изучению взаимодействия в системах на ос-ве алюминия, содерзащих магний, медь, диспрозий и тербий.

Цель работы. I. Исследование взаимодействия алюминия с магнием, медью, диспрозием л тербием в тройных системах АХ-Г^-ду, А1-М3-Т6, А1-Сп-Ду, А1-Си-ТВ и в четверных системах АГ-^-Сп-Ду, А1-Мд-Си-Т& с построением изотермических сечений соответствув-щих тройных систем при 4С0°С в интервале концентраций до '10

легирующих элементов и сечений изотермических тетраэдров четвернях систем с постоянным содержанием - 80 ат.% алюминия.

2. Изучение влияния малых добавок диспрозия а тербия на фазовый состав, структуру и механические свойства алюминия и сплавов на его основе систем AI-Си-Мд (сплавы типа д.тй) и А1-Си-Ыд-£а (сплавы типа Ь95ц), изготовленных в полупромышленных условиях.

Научная новизна. Проведено физико-химическое исследование фазовых равновесий'в тройных системах AI-I.ij-Ду, AI-Mg-Ti, AI-Си-Ду, А1-Си-Т& и в четверных системах А1-1Лд-Си.—Ду и А1-Ыд-Си-Т6. Впервые построены изотермические сечения указанных тройных систем при 4üU°C в области концентраций до 40 а.т.% легирующих элементов и сечения изотермических тетраэдров четверных систем при 4Ш°С и содержании алюмкния - 80 ая.%. Установлено наличие новых тройных соединений: AL,(<V.g^ гДуд 3) (структурный тип iVigZnj) в системе А1-1лд-ду; AlgUig^ g'i'By 43 (структурный тип ) в системе AI-I«lg-Tß; AlgCn^TS (структурный тип ТШам ) и А13СиТ6 (ромбическая сингония) в системе А1-Си-ТБ. Подтверждено существование соединений AIgCn4/iy (структурный тип ) и AlgCitüy (ромбическая сингония) в системе А1-Си-Ду.

Впервые изучены фазовый состав, структура и механические свойства алюминия к сплавов на его основе систем А1-Си-и1д (сплавы типа Д16) и AI-Cn-M<j-2a (сплавы типа В96ц), изготовленных в полупромышленных условиях, при раздельном легировании их малыми добавками диспрозия или тербия. Показана возможность улучшения механических характеристик сплавов (предел прочности на разрывов, условный предел текучести.относительное удлинение 8 ) при введении оптимальных количеств легирующих добавок РЗМ за счет влияния их на процесс кристаллизации и рекристаллизации.

Практическая значимость "работы. Построенные диаграммы с с стояния тройных систем AI-Mg-Ду, AI-Jig-TS, А1-Си-Ду, А1-Си-Т8, • а также четверных систем AI-Kg-Си-Ду, AI-Mj-C"-Tß могут служить руководством для направленного синтеза и оптимизации составов новых сплавов алюминия с магнием, медью, диспрозием и тербием, а также быть использованы в качестве справочного материала для исследователей, работающих в области изучения неорганической химии редкоземельных металлов.

Исследование влияния малых добавок диспрозия и тербия на

фазовый состав,структуру и свойства алюминия разрешает сделать " предварительные выводы об возможности их использования .тля легирован! л г/ногокомпоненткых алюминиевых сплавов. Результата изучения разового состава, структуры и свойств сплавов на основе систем А1-^Си-М<| (сплавы типа Д16) и AI —С и—Ivlg—С сплавы типа В96ц), легированных диспрозием iliii тербием, позволили получить сведения об возможности.улучшения их конструкционных свопстз.

лг—'-^цпя работы и публикации. Материалы диссертации долечены :: с'сужены :-:с :'онСерен£;:ях колодах ученых Химического факультета ¡.ГУ .^Москва, I»ju, 1ъ1Ягг.) и представлены най Всесоюзную конференцию nd кристаллохимии интерметаллических соедшенпй (Львов, 1У92г.); опубликованы в одной статье и тезисах.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, литературного обзора,экспериментальной части,обсувдения ре -зультатов, выводов, списка литературы и приложения. Работа оформлена в соответствии с ГОСТом 7.32-81, изложена на страницах машинописного текста, включает рисунок, ^таблиц, Л4 фотографий.Список цитируемой литературы содержит ¿Z/ наименований отечественных и зарубежных авторов.

Во введении обосновывается актуальность темы и выбор объектов исследования, поставлена цель работа.

В литературном обзоре рассмотрены физико-химические характеристики исходных компонентов, дан анализ опубликованного материала о строении диаграмм состояния двойных и тройных систем. Рассмотрены критерии, влияющие на образование и стабильность алюминидов. Изложены физико-химические основы многокомпонентного 'легирования конструкционных алюминиевых сплавов.

В экспериментальной части описана методика эксперимента и результаты физико-химического исследования фазовых равновесий в тройных системах AI-i.'^-Ay, AI-Mg-Ti, Al-Ca-jly, AI-Си-ТВ и в четверных системах AI-Mj-Си-Ду, AI—f..g-Си-ТБ. Представлена результаты изучения малых добавок диспрозия и тербия на фазовый состав; структуры и механические свойства алюминия и сплавов на его основе систем Д1-Си-М|\ (сплавы типа До) и Al-Cr-.'.^-/* (сплавы типа ВЭбц), изготовленных в полупрошалеиных условиях.

На защиту выносятся следующие положения: ~

1. Строение диаграмм фазовых равновесий тройных систем А1-Ыд-ду, А1-;Лд-ТБ, А1-Сп-ду и А1-Си-ТЬ при 4ии°С в интервале концентраций до 40 ат.?з легирующих элементов.

2. Схемы фазовых равновесий четверных систем А1-1«д-Сп-Ду, А1-№д-Си-ТВ при 400°С и постоянном содерглнии алюминия ВО ат.#.

3. Результаты изучения раздельного влияния диспрозия' и тербия на фазовый состав, структуру и свойства алюминия.

4. Результаты изучения раздельного влияния диспрозия и тербия на фазовый состав, структуру и свойства силавоз на основе системы А1-Си-;.',д (сплавы типа Д16).

5. Результаты изучения раздельного влияния диспрозия и тербия на фазовый состав, структуру и свойства сплавов на основе системы А1-Си-М<|-£а (сплавы типа ВЗЗц).

ЭКСПЕРЯг/ЕНЪиШАЯ ЧАСТЬ

■ Материалы к методы исследования. Исходными материалами для приготовления ешхавов служил: алюминий марки А999, медь электролитическая (99,95 мас./£), магний марки !.ТУ5, диспрозий марки ди! (99,8 глас.$), тербий парки Т61 (99,8 мас#).

Предварительно спрессованные пятиграммовые навески образцов плавили б индукционной электропечи в корундовых .тиглях под избыточным давлением ( I атм. ) гелия. Контроль состава сила- • вов осуществлялся взвешиванием образцов до и после плавки, а-такие химическим анализом выборочных сплавов. В работе были использованы сплавы, угар от которых не превышал 1-1,5 мае. 5?. Для приведения сплавов в равновесное состояние проводили тот-генизационный от;;жг в трубчатых печах сопротивления в вакууми-рованных ( Ю-2Да ) кварцевых ампулах при 400°С в течение 240 часст с последующей закалкой от температуры отяига в ледяную воду. •

Опытно-промыаленные сплавы получали по традиционной слитковой технологии, а именно, путем литья-в чугунную изложницу диаметром 20км и в водоохлаздаемую иалокнпцу диаметром 70мм. При этом состав всех ешхавов контролировался химическим анализом.

В работе были испсльзованы следующие метода физико-химического анализа: микроструктурой, рентгенофазовый, локальный рент-

геноспектралышй, измерение твердости и микротвердости. Качество опытно-промышленных сплавов типа Д16 и В93ц оценивали по

• результата!.! механических испытаний.

Ыикроструктурные исследования проводили с помощью микроскопов ЫИМ - 7 и NеорЯо£ - 21 при увеличении от 100 до 300' раз. Ддя выявления микроструктуры применяли метода химического-и электрохимического травления. В качестве траваталей исподь-зовали реактив Келлера (НР концентрированная - 1,0мл, НСЕ -~ 1,5мл, 1У03 - 2,5мл, Н20 - 35ш). и смесь НСС04 + С^ОН с соотношением 1:4.

Рентгенофазовый анализ порошков и шлифов сплавов выполняли на дифрактометре ДРОН - 3 с использованием фильтрованного Си К<£ излучения. Идентификацию фаз проводили путем сопоставления полученных' результатов с данными картотеки АБТМ и оригинальных статей.

Локальный рентгеноспектральный анализ проводили с помощью прибора " Сатеёах-тсю^ео'п Поправки для пересчета состава фаз рассчитывались на ЭВМ р^р - Ц/23 по стандартным программам 2АР - коррекции.

Твердость сплавов и твердость отдельных фазовых составляющих измеряли в соответствии с ГОСТом 9450-75 на приборе 1ыТ-3 •пут^м вдавливания алмазной пирамидки с нагрузкой. 0,5 и 0,2 Н, ■соответственно. Измерение твердости опытно-промышленных сплавов выполняли согласно Г0С1у 9012-59 на приборе ТШ путем вдавливания стального закаленного шарика при нагрузке 2500 Н для алюминия и 10000 Н для сплавов типа Д16 и В96ц.

Механические испытания на растяжение при комнатной темпе-

• ратуре проводили на разрывной, машине СД-4 в соответствии с ГОСТом 1497-84 на стандартных образцах ШЗ-007 и НОЗ-117, вырезанных

' из прессованных полос сечением 15 х 60 мм.'Нагрузка для алюминия составляла 4000 Н, для сплавов типа Д16 и В96ц - 2000 Н.

Физико-химическое исследование взаимодействия алюминия с магнием, медью, дискэозием и тербием

Анализ литературных данных -показал, что четвер;гие снст&мц А1-Мд-Си-Ду, А1-1Ц -Си-ТЬ и тройные систем А1-.\:$-Ду, А1 -¡.'.3-Т6, А1-Си-Т8 до настоящего времена не исследовались. В литерату-

ре имелись сведения о характере взаимодействия компонентов в " тройных системах при 400°С и А1-Сл-Ду при 500°С.

Двойные дкагракш состояния систем АХ-^д, А1-Си, А1-Ду, в областях богатах аяшпнием, изучены достаточно подробно. Двойная система А1-Т6 была рассмотрена с точки зрения образования в ней кнтерлетачлических соединений.

Системы атаот'лпй-г.'.агн'.гИ-ду.спрозу,'!:. ата.тата*>.-гдгшй-тст)б;й, Фазовпо равновесия, в тройных системен А1-!..д-,цу и АХ-^-ТЬ представлены на рис.1,2 в виде изотермических сечений при 4ии°С в области концентрации легирующих элементов до 40 уизи-

зико-химическое исследование взаимодействия алюминия с магнием и диспрозием показало, что система характеризуется строением ограничивающих двойных систем, а также образованием тройного соединения г^ауд 3) структурного тппа/^лг . Это соеди-

нение вступает в двухфазное равновесие с твердим раствором на основе алюминия и интермоталлидами Ид2^3' ^У^з 11

Строение системы АГ-^д-ТКопределяется характером превращений в составляющих ей двойных системах и образованием тройного интерметаллида А1.,5(!',:о^ ^ТБд д) структурного типа Двойные соединения А1^ТЬ, АХ-Д'Ь, ¡"¡^-^з взаимодействуют с. тройным соединением AI.jU.jy ^'ГВ^ образуя области двух - и трехфазных равновесий. В равновесии с твердым раствором на основе алюминия находятся соединения А1^ТЬ, М^^А!^, А^ОА^ б'^о 4

Системы атогя;ний-медь-дисктх>зий. алк:яипй-медь-тетх?нй. Изотермические сечения диаграмм состояния тройных систем А1-Си-Д А1-Си-Т£ при 400°С в интервале концентраций до 40 ат.$ легирующих элементов показаны на рис.3,4. Согласно полученным данным строение системы А1-Си-Ду определяется образованием двух тройных интерметаллидов А18Си4Ду (структурный чшТИМяц) и АХ^Сиду (ромбическая сингонпя), а такхо строением ограничивающих двойных систем. В равновесии с алюминием находятся фазы. А18Си4Ду, СиА12 и ДуА13> образующие узкие облети двухфазного взаимодействия . Строение рассмотренного изотермического сечения системы при 400°С совпадает с известным из литературы изотермическим сечением при £00°С.

В системе А1-Си-ТБ имеют место соединения А18Си4Т& (структурный типТй/ия«') и АГ^СиТЕ (ромбическая сингония). В алюминиевом углу системы находятся узкие области двухфазного равнове-

сия (А1 + СиА1,.), (А1 + А1,Си,ТЬ), (А1 + Т8А1.) и обширные

О ** О

облает:; трехфазного взгамодействия (А1 + СиАХ^ + А1дСи/ГЕ), СА1 + АЦСи.Тв + ТЕА1-Ч).

О 'г о

Сравнение изотермических сечений тройных систем, имеющих в своём составе диспрозий или терб;:й, показывает, что фазовые строснгл в ¡пае имеют большое сходство, двойные соединения нс~ значительно проникают в тройные системы. Область их гомогенности менее I ат.-й. ото связало с отсутствием одинаковых стехио-метрических составов, пзоструктурнссти и близкие периодов ро-леток у реагирующих интармоталлпчееккх соединений. Дво;ыще ин-гермегаллиды образуется либо по ординатам, либо имеют малые области концентрационной стабильности, что обуславливает узкие области дзухф-азных равновесий меэду который: располагаются широкие поля трехфазных взаимодействий. Сходные признаки диаграмм состояния, отличных по составу РЬ:.;, объясняются особенностями электронного строения их атомов. Дополнительные электроны заполняют более глубоко лежащий 4 / - уровень, в то время как физические и химические свойства элементов определяются преимущественно 'строением вкезнпх электронных уровней.

„Системы алюминий-мап::;й-медь-лпспг.-оз!:.''. д.тег.гнкпй-м.-;г;?;:й--медь-тербпй. На основании результатов исследован::« трсйк..х ви-зерр".смотре::ных систем, а такте пмокг.ихоя з литературе сведениях относительно спсте:.;; А1-Си-!.'.д, был:: построены схс:.и: фазовых равновесий в четверных системах А1-..'.д-0и-;.у, А1-:.'.д-С/.-Т6 при 4С0°С а содергвнаг аэ:.:.Ьо и- (рис.5,о). Т':-:;е сечение изотермические тетраэдров чьтьзрных (.":стс". было выЗрано с цель» установления составов участвувдшс в равновесии с алюминием ф".э и для дальнейшей бозмозносгй определения фазового состава конструкционных алюминиевых сплавов рассматриваемых систем. При этой составы двойных сплавов находятся :> вершинах треугольника, тройных сплавов - на его сторонах, а четверных - на плоскости треугольника. В указанных сечениях реализуются двойные и -тройные соединения соответствующих десйных и тройных систем, которые взаимодействуют мезду собой з тверлЬм раствором на основе алюминия, образуя семь областей двухфазного, одпнедцать областей трехфазного и пять областей четурехфазпего равновесия. Ксьые соедияени.-; б системах обнаружены нэ были.

Исследование влияния добавок диспрозия и тербия на фазовый состав, структуру и свойства алюминия и сплавов на его основе систем AI—Си—ГЛд и AI—Си—I.'lg —

Так как алюминиевые сплавы на, основе системы AI-Cn-Mg находят широкое применение в промышленности в качестве конструкционных материалов, то вторым этапом работы было изучение фазового состава, структуры.и свойств сплавав типа Д16, находящихся в двухфазной области (AI + А^СиМд ) в тройной системе AI-Cii-Mtj , при их легировании малыми,' выбранными из практических соображении, добавками диспрозия или тербия в при комплек- . сном легировании добавками'диспрозия и марганца или тербия и марганца.

Кроме сплавов типа Д16 были рассмотрены такие сплавы типа В96ц, находящиеся в четырехфазной области (AI + Al^Cni.ig + MgZn/ + AlgMgjZ^ ) в системе AI-Cn-I«lg-£n, при легировании их малыш добавками диспрозия или тербия, а также при совместном легировании добавками диспрозия.и циркония или тербия и циркония.

При этом с целью предварительной оденки возможности использования диспрозия и тербия для легирования многокомпонентных алюминиевых сплавов в настоящей работе вначале было исследова*-на влияние РЗМ на фазовый состав, структуру и свойства алюминия,

Изучение сплавов в двойных композициях AI-0,3 мас.^Ду и AI-G.3 мае.«изготовленных в полупромышленных условиях, показало, что практически весь диспрозий и тербий выдгляется при кристаллизации слитка из алюминия в виде интерметаллвднкх фаз ДуА1д или TEAIy размером -2ыкм. Об этом свидетельствует тот факт, что период кристаллической решетки алюминия в рассматриваемых литых сплавах почти не отличается бт контрольного значения периода кристаллической решетки алюминия, а также то, что изменение твердости после различной температура нагрева под закалку незначительно. Выделяющиеся при : ристаАлизации алю--минида ДуА1д и T8AI3 приводят к измельчению зерна в слитках в -2 раза, кроме того они оказывают влияние на процесс рекристаллизации, повышая температуру её начала на ~50°С и замедляя рост зерен в процессе собирательной рекристаллизации'в ~6 раз.

Так как конечной целью данного исследования являлось изучение возможности улучшения конструкционных свойств сплавов,

з которых механические свойства имеют первоочередное значение,

0 в работе было рассмотрено влияние добавок диспрозия и терпя- на характеристики прочности и пластичности после различных, рименяемых в промышленности, режимов термической обработки отжиг, закалка, старение).

Отмечается, что в результате положительного воздействия нтерметаллвдов ДуА1д и Т6А13 на процесс кристаллизации и ре-ристаллизации алюминия, прочностные свойства его после закали, а также после закалки и старения возрастают на -50$.

Таким образом, предварительная оценка влияния раздельного егнрования диспрозием и тербием алюминия позволила предполо-игь, что и в многокомпонентных .алюминиевых сплавах добавки РЗМ осле литья будут почти полностью находиться в фазе и оказывать лизкое влияние на их структуру и свойства.

Последущее исследование раздельного воздействия добавок испрозия и тзрбия на фазовый состав алюминиевых сплавов на снове системы А1-Си-Мд (сплавы типа Д16) показало его изменение, плав из области двухфазного взаимодействия (А1 + А^СиМ«?) смекается в область трехфазного взаимодействия (А1 + А12СиМд + ■ А1цСи4Ду) в системе А1-Си-Мд-Ду, а в системе А1-Си-М<рТВ в , бласть (А1 + А12СиМд + А18Си4Т8).

Образование дополнительной фазы, содержащей РЗМ, приводит : модифицированию литой структуры.

Поскольку в литом состоянии рассматриваемые сплавы имели • 'рубую дентритную структуру, их гомогенизировали при 490°С в ■ечение 30 часов, после чего сплавы приходили в равновесное ¡остояниб. При этом оптимальное время выдержки для гомогениза-щи ^ыбирали на основе -экспериментальных данных об изменении V ■вердости в зависимости от времени выдержки под закалку в зака-[енном и в закаленном и естественно состаренном состояниях. Как 1идно из представленных зависимостей на'рис,7 увеличение.време-ш выдержки до 30 часов приводит к монотонному повышению твердей литого материала, после чего она практически не.меняется, но свидетельствует о том, что при данной выдержке происходит :аиболее полный переход основных упрочняющих элементов - меди

1 магния - в твердый алюминиевый раствор при закалке ^Еюследую-[ве наиболее полное выделение их в виде упрочняющей фазы А12СиМ^ [ри старении. " .

- хи -

Исследование механических свойств оттокенных, закаленных и состаренных сплавов типа д15 показало, что дополнительное легирование их диспрозием в количестве 0,15 мае.>4 но приводит к заметному изменению прочностных характеристик, а легирование в количестве 0,3 мае.вызывает некоторое их снижение, Это, по-видш.'.ому, связано с появлением при. кристаллизации фазы А1дСи4РЗМ, богатой по содержании основгшм упрочняю^.-" элемента - медью, что вызывает снижение её концентрации в алюминии при зак;лкб и уменьшение объёмной доли упрочняющих частиц фазы А1-,Си].^ при поел едущем старении.

Результаты ЛРСА сплавов типа В26ц системы А1-Ск-тд- 2п , показали, что добавки РЗМ содержатся в.сложной по своецу химическому составу алюминидной фазе, выделяющейся при кристаллизации. Ей состав - СО ат./Ш, 8 ат.;-^, 20 ат.£!Си, 4 ат.&У (1 3 ат.^е, 5 ат.^^л .

Оптимальное время изотермической ввдерккн для гомогенизации выбиралось на основе экспер;хенталь;шх делных об пзиекекга твердости в зависимости от времени вздержки под закалку от 46С в закаленном и в закаленном и состаренном (140°С1?ч) состоянш (рис.С) .Сплавы, содержащие добавки Рои, гомогенизировали крп 4оО°С в течение 30 часов. Прочностные характеристики сплавов типа В9(3ц после отжига, закалки и старения несколько повышают ля, что, очевидно, связано с отсутствием дополнительного связывания основных упрочняющих элементов магния цинка - в труднорастворш,ую фазу, благодаря чему оптимальный уровень свойств достигается при совместном дополнительном ле;.1рованш; добавками 0,15 мас.^Ду и 0,13 мае..

выведи

1. Комплексом методов физ1жо-хш.шческого анализа вперьы( установлены фазовые равновесия в тройных системах А1-и1д-.чу, АХ-ы^-ТЕ, А1-Си-Ду, А1-Си-ТЬ в интервале концентраций до 40а: легируодах компонентов с последующим построением изотермичен ких сечекий при 400°С.

2. Впервые исследованы разовые равновесия в четверных с гомах АЫ^-Сг-Ду, А1-!^-Сп-ТЕ при постоянном содержании алю какая - аг.> и 400°С. На основании полученных результат«

юстрошш сечения изотермических тетраэдров этих систем.

3. Обнаружен?; новые тройные соединения: AI^CMjq уДУд 3) [структурный тип Щ1пг. ) в системе AI-Mg-Ду; Al^i'qTS^' [структурный тип Щ1пг ) в система AI-M3-T6; А1уСи4'Г|

[ струкгургнй г«:п Tf, Шли ) и AI^CuTS (ромбическая сипгоит) в зкетеме AI-Си-ТЕ. 3 равновесии с алюминием находятся первые три из них.

4. Установлено положительное влияние шторметаллических соединений ДуА!^ и TKAIg на процесс кристаллизации и рекристаллизации алымшгая, в результате чего его прочностные характеристики возрастают.

5. Изучение тройных алюминиевых сплавов на основе системы AI-Cn-LIg (сплавы типа Д16), легированных диспрозием или тербием, показало, что добавки РУМ образуют при кристаллизаг-ции алюминпцн-тв Фазу А1дСи4РЗИ. Выделение этой фазы приводит к измельчению зерна и оказывает незначительное влияние на процесс рекристаллизации и механические свойства сплавов.

6. Показано, что в четверных алюминиевых сплавах на основе системы АХ—Си——1п (сплавы типа В9бц), легированных диспрозием или тербием, добавки РЗМ содержатся в сложной по своему химическому составу фаза, образующейся при кристаллизации. Добавки РЗМ обуславливают измельчение зерна, повышают устойчивость против рекристаллизации, благодаря чему прочности е характеристики возрасаде.

Основное содержание'диссертационной работы опубликовано:

Т. Зимина E.H. Влияние микролегирования на фазовый состав, структуру и свойства сплавов систем AI-Си-Мд, AI-Cn-Mj-f/j . В сб.: Материалы конф. мол. ученых хим. ф-та МГУ. 1990, Москва, изд-во МГУ. f

2, Фридлявдер И.Н., Соколовская E.Li., Зймина E.H., Тка- • ченко Е.А., .Артемова М.С. Влияние добавок диспрозия и тербия на структуру и свойства.алюминия. МиТОМ, 1992, Ш.

3. Зимина E.H. Микролегирование алюминия добавками диспрозия и тербия. Ъ сб.: -Материалы конф. мол. ученых хим. ф-та МГУ. IS9I, Москва, изд-во МГУ.

Материалы диссертации доложены на:

I. Конференциях молодых ученых .Химического факультета ;.<ГУ, Москва, 1950,1991 г.г.

АЕ

Изотермические сечения систем А1Ч«1д-Ду (рис.1) 1 А1-Ы<)-Т£ (рис.2) в алюминиевом углу при 400°С

Изотермические сечения систем А1-Си-Ду (рис.3) и А1-Си-Т6 (рис.4) в алюминиевом углу при 4иО°С

Сечения изотермических тетраэдров систем М-М^-Си-Ду (рис.5) и И-Мд-Си-ТЬ (рис.6) при 400°С и содержании алюминия - 80.атД

Па

7001__._._1__

О 10 20 30 чо 1,4

«

Рис.7. Изменение твердости сплавов типа Д1С о добавками Ду н Ми в зависимости Ьт времени выдержки под закалку от. 490°С в закаленном (сплошные линии) и естественно состаренном (пунктирные.' линии) состояниях:1-<5ез добавок; 2-0,15&Ду; 3-0,3&Цу; 4-0,6#Мя ; 5-0,^Мп. +■ ОДЗДу; 6-0,6;Шп+ 0,3&Ду

Рис. 8, Изменение твердости сплавов типа В96ц с добавками Ду и ¿г в зависимости от времени выдержки под закалку от 460°С в закаленном (сплоэдша линии) и состаренном (140°С 17ч) (пунктирные линии) состояниях: 1-без добавок; 2-0,15,ьду; 3-0,ЗЙ1у; 4Ч,,13;Ш; 5-0,13^-?» + 0,15^ду; 6-Ю, 13?+ С.ЗЗД

Зак.Г' 101 . тир. 60 экз. итдел печати хпмифака