Кристаллизация, структурообразование и физико-химические свойства легированных щелочноземельными металлами алюминиево-медных и алюминиево-кремниевых сплавов тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.04 ВАК РФ

На правах рукописи

г

1

Мухитдинов Гафэрхои Кабнешго

Кристаллизация, структурообразоваиие н физико - химические свойства легированных щелочноземельными металлами алюминиево - медных и алюмшшево - кремниевых'

сплавов

02.00.04 - Физическая химия

- АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой стелеки кандидата химических наук *

Душанбе 1996 г.

Работа выполнена в Институте хикии им.В.И.Никитина Академии наук Республики Таджикистан.

Научный руководитель:

доктор химических наук, профессор Г-аниев H.H.

Официальные оппоненты:

доктор химических наук,профессор Бадалов А.Б.

доктор химических наук, Норнатов И.III.

|Ведущая организация:

Душанбинский педагогический университет ин.К.Джураеьа

Защита состоится , " 1996 года в 10.00 ч.

via заседании Диссертационного Совета К 013.02.02, по защите диссертации на соискание ученной степени кандидата наук в Институте химии им. В.И.Никитина АН Республики Таджикистан по адресу: Республика Таджикистан. г. Душанбе, ул. Айни, 299/2, Институт химии АН Республики Таджикистан.

С диссертацией молно ознакомиться в библиотеке института.Ав-,т£?реД>ераг .разослан " " . ¿p^jZ^tidÄ- 1996 года.

УИЕШШИ СЕКРЕТАРЬ ДИССЕРТАЦИОННОГО СОВЕТА К 01 3 . 02 .02 •КАНДИДАТ ХИМИЧЕСКИХ НАУК

3.Б.ШАРИФ0ВА

Актуальность те.<н.Алрииниевые сплавы находят ees более сиро-коо применение но веек отраслях неродною хозяйства. В обще« объеме производства алюминиевых сплавов постоянно возрастает и доля литейных сплавов, которые sea чаче применяются в нагруженных конструкциях как заменители сталей средней прочности.В связи с этим в последние годи очень остро ставится вопрос о создании литейного алюминиевого сплава, а котором высокие механические свойства в енрокон интервале температур сочетается с хорошей тех-нологичкостьо, позволяощей использовать его при литье в металлические и сырые песчаныэ формы.

Эта проблсва ножет бить резена двумя путями: 1) повыпенив механических свойств высокотехнологическия сплавов системы аломи-иий-кремний; 2) улучшение технологических свсйств сплавов системы алвминий-медь, обладающих высокими свойствами при нормальной н повыаенных текпературах.Недостатком первой группы сплавов является невысокая жаропрочность л склонность к газояоглаценио. Сплавы систекы аломиний-медь характеризуйте* пониженной технологичности , результатом которых является образование кристаллизационных ("горячих") тревии. .

Работами последних лет однозначно показано, что сопротивляемость сплавов образованно "горячих" трещин в основном зависит от количества эвтехтики и характера ее распределения- При достаточно больосп ссцерхании жидкой фазы облегчается .взаимные смещения и поворота кристаллитов в твардо-жидкоя состояния, за счет котс-рых реализуется усадка сплава при затвердеваний; крокз того, происходит "залечивание" возникавших кикротрецик.

Приведенные положения позволили изпетить осяогяда пути разработки сплавов с пониженной гсрячелоихестьо (t:a oenoss систеиы Al-Cu) путей уве ичения количества эвтехтики в сплаве м кзирльча-нием зерна сплава, коди{ицирова:!ием эвтектики с целы» сниженил температуры срастания дендритоо и обеспечения локализации последних порций эвтектик в иеаоскых пространствах (сплавы сисгея Al-Si и Al-Cu).Для решения поставленной задачи в качестве легвруоаего элемента к известным праяышйнкым сплавам Сил« выбраии ссяочиозе-мельиые металлы - кальций, стронций, Рвриз, пркреда взаямоДеЕс-твия которых с OCHOBHKKSÍ компонентами сплавов - алояиниг, пели » кремния изучены недостаточно хоропо. Требуется провести всесто-ронкге исследование процессэз кристаллизации, структурообразова-нне в фазико-хикичееккх сзойстг спланов легированных зелочнозе-вшшши металлаин.

Цель рабогы эахлочает в исследовании фазового состава, процессов кристаллизации, физико-химических, механических и технологических свойств алюминиево-иедных и алюминиево-кремниевых сплавов легированных щелочноземельными металлами с целью разработки кон-позиций новых высокопрочных жаропрочных сплавов для литья ответственных отливок.

Научная новизна работы. Исследованы и построены некоторые полигермические и квазибинарные сечения тройной системы А1-Си-Са. Определены структурообразование алюминиево-медных и алюминие-во-креиниевых сплавов легированных барием.

Исследованием физико-химических и миханико-технологических свойств алюминиево-медных сплавов и алюминиево-кремниевых сплавов определены оптимальные концентрации добавок щелочноземельных металлов. Установлены модифицируете свойства бария в сплавах системы алюминий-кремний.

Практическая ценность работы заключается в разработке состава новых литейных алюминиевых сплавов легированных щелочноземепь-ными металлами и испытанием их на Челябинском тракторном и Таджикском алюминиевом заводах.

Основные положения, рыносямые :<а чаанту:

1). Политермические и квазибинарные сечения тройной системы А1-Си-Са;

2). Установленные трех- и четырехфаэные равновесия в системах А1-Си-Са_и А1-31-Ва;

3}. Результаты исследования физика-хикических, механико-технологических свойств алюминиево-медных сплавов, легированных добавками щелочноземельных металлов;

4). Кодифицирующие свойства бария в сплавах системы аломи-иий-кремний и составы оптимальных сплавов со стронцием и барием.

• Апробация работы. Результаты диссертационной работы обсуждались на:

1.Республиканской конференции по вопросам экологии, г.Душанбе, 1995 г.

2.Республиканской конференции стран СНГ по координационным соединениям и аспекты их применения.".Душанбе, 1995 г.

3.Научно.- практической конференции, посвященной 50 - легио Института химии АН Республики Таджикистан, г.Душанбе,1996 г.

Публикации. По материала« диссертации опубликовано 4 статьи и 4 теэисоз дохладоп.

Структура н объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, выводов, списка литературных источников и изложена иа 131 страницах. Работа вклочает 25 таблиц, 34 рисунка. Список использованной литературы состоит из 100 наименований.

Постановка задачи.Анализ имеющегося в литературе материала свидетельствует, что диаграмма состояния систеяы алюминий-медь относится к хорошо изученным системам, что объясняется иирокиЯ применением спаавоэ данной системы в промышленности Ь качества конструкционного материала.

При температуре 5<8° С растворимость меди в твердой ал'юйкнкн составляет 5,65%, а при комнатной температура дна Падав* до 0,2%. Такое резкое изменение растворимости меди и йЛойИнКИ поэёбяяеТ успешно применять сплавы, содержащие до 5-65S йеДИ/ & Термически обработанном состоянии, что обеспечивает йаксинально высокие механические свойства.

По мере увеличешМ содержания rteflif горячеломкость сплавов уменьшается, особенно резко это происходит при концентрации меди 5-6SÍ , т.к. кяето В этой интервале в структура сплава появляется достаточное количество эвтектики (Я ♦ СиА1г), благодаря которой повышаете,- деформационная способность сплава в твердо-жидкоя состоянии и "залечивается" образующиеся трецинк-

При увеличении содержания меди монотонко повышается прочностные характеристики сплавов: относительное удлинение уменьшается сначала довольно резко, а затем - более плавно.

Очевидно, что наиболее перспективным является сплав с 6% поди , т.к., обладая максимальной прочностьо и достаточной пластич-ностьо, он имеет хороший показатель горячелоккости (20мм). Сплав содержаний 6% меди в литоч состоянии имеет вполне достаточное количество эвтектики, что обеспечивает ему хороэуо сопротивляемость образованно "горячих" трсаин. -

Типичными сплавами системы Al-Cu являатся сплавы АЛ7,_А1-19, В2243, АМХ605 и др. легируездки- компонентами которых являются магний, марганец, титан, цирконий, кадмий к др. Сплав АМХ-605 является наиболее перспективным сплавом среди перечисленных сплавов и для улучшения механических и технологических свойств сплава нами предпринята легирование дчбавкрки щелочноземельных металлов, как малоизученных элементов.Это в свою очередь требует знания процессоз кристаллизации, структурообразования, л^тьг. и термообработки алвииниево-медных сплавов легированных ЧЗН> а гакжо взаи-

модёйствия ИЗЙ с легирующими элементами сплавов - нагний, кеди, титана, карганца и т.я.

Выполненный обзор литературы свидетельствует, что двойные системы ЩЗИ-Cu, и ЦЗН-А1 изучены относительно хорово, чего нельзя сказать по отновекшэ к тройным система« Al-Cu-ЩЗК и Al-Si-Ba.

В связи с этик настоящее исследование направлена на восполнение указанного пробела, т.е. исследования физико-хниичесхих, механико-технологических свойств алюминиево-медных и алюминие-во-кремниевых сплавов легированных ЩЗМ, связи свойств со структурой сплавов и процессами их кристаллизации.

Глава 2.КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ И СГРУКТУРООБРАЗОВАНИЕ СПЛАВОВ СИСТЕМ

Al-Cu-Ca(Ba) и Al-Si-Ba

2.1. Методики эксперимента.

2.1.1. Исходные материалы и синтез сплавов- Получение алюминиевых сплавов содержацих щелочноземельные металлы связано с трудностями синтеза из-за высокой химической активности вводимых в алюминий компонентов. Кроме того.температуры плавления многих двойных н тройных сплавов значительно превышают температуры плавления чистых компонентов. ЦЭМ имеет высокое давление насыщенк'го пара и высокую реакционную способность по отношение к газам и материалам контейнера." Эти обстоятельства вызывают необходимость применения вакуумных печей, использование инертной атмосферы (гелий или аргон), приготовление обогащенной алюминием лигатур. Применение лигатур даст возможность уменьшить угар дефицитных металлов, а также получение сплавов исследуемых систем при более низких температурах в случае применения тугоплавких составов.

Исходным материалом для приготовления сплавов явились металла высокой чистоты: алюминий марки А995 {ГОСТ 11064-74), щелочноземельные металлы с суммарный содержанием примесей ие более 0,023s (по кассе), меди марки МОО (ГОСТ 859-78). Сплавы получали как из исходных компонентов, так и из предварительно подготовленных лигатур AI ♦ 10% ЩЗМ, AI ♦ 50% меди.

Синтез сплавов весок 10 гр. осуществляли в вакуумной печи сопротивления типа СНВ-1,3,1/16 ИЗ в атмосфере гелия под избыточным давлением 0,5 МПа Полученные сплавы подвергались гомогенизирующему отжигу при 450°С в эвакуированных хварцевых ампулах на протяжении 800 часов с последующей закалкой в холодную воду. Состав полученных сплавов выборочно контролировался химическим анализом, а также взваливанием образцов до и после сплавления. В дальнейшей исследовдчи» Подвергались сплавы, у которых разница в

весе до и после сплавления но пресииалг Z'í (отн.). Богатые щзи

сплавы на воздухе окисляются, поэтому они хранились поя слоем ез-

хуунмого касла ЕМ-д. Полученные лигатуры и сллзгы подвергались выборочно хнкическоку анализу.

2.1.2. химически"! анапип спллроп. Содержание кклыдня, стронция, бария контролировалось химическим методом анализа. Метод основан на растворении лигатуры в 20й>но.ч рзствсрз соляиоЛ кислоты, э отделении алгакииия и определении гравиметрическим методов стронция и бария в виде сульфатов, кальция о виде оксалата.

05'£ис потери целочмоэсмелышх металлов в 2%-ных лигатурах с алюминием составляли не более от их исходного сеса, а потери в лигатурах с бгльенп содержанием П.'ЗМ ¡5 и 1СХ - ние) не превышали 3?;. 13 последующ«;.". г.ри подготовке к сплавлсиио исходных лигатур вводился соответстгусг.иЛ иэ5итск.

Содержание меди а сплавах определяли электрогравиметрическим мстсдом, основаннин на восстановлении на платиновом катоде ионов ходи до металла при прохо«дешш через раствор электролита постоянного электрического токз,

Нассовуо дола меди рассчнтиззли по (оркуле:

И Си » а . 100/п , гдо

о - пркгес катода, а гр.,

п - часескЕ, в тр.

Огибка определений составила 0,10-0,25"; (по кзеед).

2.1.3. Л^'^^генциальк'.'П т^Р^ич^скнй пн.члн'?. Щелочноземельные металлы сЭладатз? исключительно»"! активностьо при высоких текпера-турзх, ссо5енк ., при температурах плавления соединений. ИЗК реагируют практически со гсеки элементами и выгесняот элементы других групп периодической с.истеки из их соединений. Кроме того. ЦЗЧ ммеот высок)« упругость насыщенного пара при температуре плавления (особенно магнии и стронции).Отсюда следует, что особую важность приобретает проблема, связанные с подборой материала. тиглей для получения сплавов и проведения дифференциального термического анализа.

Как показал опит сплавы олех'шия с СЗЯ и иедья; кремнием ко- т гут плавиться в контеннерах из корунда. Окись алюминия достаточно термодинамически устойчива прг висохих температурах, поэтону значительного перехода ялемнкия в сплавы не происходило.

С учетом всех вышеприведенных требований Сила соЗрана установка, на хоторой проводился ди£3>ереи1)чалышП термически/! анализ

- о -

сплавов алюминия с ЩЗИ и педью!Установка позволяла проводить программный нагрев и охлаждение образцов в инертной атмосфера.

Отдельные образцы высокотемпературных сплавов подвергались дифференциальному термическому анализу на установке ВДТА-ВК конструкции Института металлофизики АН республики Украина с использованием корундовых тиглей. Навески для ДТА брались весом до 1,5 гр. Скорость нагрева и охлаждения в зависимости от состава сплава изменяли в пределах от 40 до 80 град/мин.Для измерения температуры использовали вольфрам-вольфранрениевую (W/W * 20% Re) термопару предварительно отградуированную по точкам плавления эталонов из особо чистых металлов и оксида: олово - гзг^С, алюминий -660°С, ведь - 1083"С,железо (с фазовыми переходами), А1г03-г042°С. регистрацию термических эффектов в виде кривых нагрева и охлаждения осуществляли на двухкоординатном самописце ПДС-21.

2.1.4. РентгеноФазоеый анализ сплавов. Рентгенофазовый анализ порошков сплавов проводилась на установке УРС-50•ИМ на отфильтрованном хромовом излучении при (Jh-25kb, Ih=6hA и скорости врацения счетчика 2 или 1/2 град./мин. Поровки готовились путем дробления образцов в огатоаой ступке и затем приклеивались инди-феректнып клеем на подложку из органического стекла. Расчет рентгенограмм проводился по известной методихе с использованием формулы Бульфа-Брегга. Точность определений составила 0.002П. Расшифровка рентгенограмм осуцествлялась методом сравнения рентгенограмм исследуемого, состава сллазов с рентгенограммами соединений 4 чистих компонентов .

2.1.5. Металлографический анализ срлаоов. Микроструктурные исследования сплавов проводились на металлографическом микроскопе "NEOPHOt-21" при увеличениях до 400 крат.Шлифовка и полирование .образцов для предотвращения образования оксидных пленок проводились под слоем вакуумного масла. Для выявления структуры сплавов образцы подвергались травление различными травнтелями в зависимости от состава сплава .Чаще всего травление сплавов осуществлялось в 20X-HOM растворе азотной кислоты.

2.2.Кристаллизация и стоуктурообразование в системе Al-Cu-Ca. Система Al-Cu-Ca начи исследовалось в области AI-А1Сиг-СаА12, т.е. алюминиевый угол тройной систены.Проведенными исследованиями нами подтверждено наличие пяти тройных соединенна. Подтверждено также существование двухфазных равновесий нгжду алюминиевым твердым раствором и соединениями CaCuAlg(2),С Сц,AI-,(3) и СаСиА14(4). Установлен двухфаэность разрезов CaCuAlg(2) - СаСи£А17(1),

СаА1« - СзСиА14 (4) .СаСиА14 (4) - СгСи6А)7 (1) ,СаА^ - Са3Си2А17 (6); Ся3СигА17(б) - СаСч,- А17 (1).

Для установления характера взаимо-сйствия алоккния с находящимися в равновесии тройными фазами и определения процесса кристаллизации сплавов квазидвойних систем били получены серия сплавов.сплавы исследовались методами ДТА, РЭА и металлографии.В результате проведенных исследований установлено, что разрезы А1 - СаСи,Л1в(2) - СаСи6А17 (1) ;А1 - СаСи2Л17(3); СаА14 - СаСи-А14 (4) - СВОДАМИ ); СаА1г - С»3Си2А17 (6) - СаСи6А17(1) являются квазибинарныкн сечениями тройной системы Л1-Си-Са и принимают участие в триангуляции системы. Соединения 1 н 3 плавятся конгруэнтно при 975°С и 81Э°С, соответственно. Тройные интерметаллиди СаСиА18(2), СаСи,\14 (4), Са3СигЛ17 (6) плавятся с разложением, г.е. инхонгруэнтно при вОО°С, 750°С и 820°С, соответственно. Г1е-ритектический характер образования данных соединений'подтверждается ггхжо исследованиями микроструктуры сплавов, располагающихся вдоль данных раэреэоз.

Лзайнгя система А1-СаСи]А19{2>-СаСизМ7 Ш (Рис.1а). Система относится к двойной эвтектической с перитектическия соединением СаСи4А18(2) . Кристаллизация сплзвоз в интервала составоз между СаСивД17<1) и СаСи, Л18 (2) заверааптся при температура 800°С (1073: по реакция

с&огаДЪШ * !

С дяоканяеои:? твердая' (г&сгворов 0 оэгектичвеко« равновесии находится кнконгруонтноплавяцеося соединение СаСи^А^з (2). Сплавы разреза А1-СаСи. А1е(2) завершает кристаллизации при 5£5°С{С58 К) и 35 Кол £ СаСигА1в(2) по реакции К<_->(А1) + СаОа^Мз (2) .Растворимость интернаталлидз С л Си. АЦ (2) о алвкииии не превыпает 3-5 кол.%. Таким образом, исследование политермического сечения системы АХ-СаСи^А18 (2)-СаСибн17 {1) свидетельствует, что разрез является увазибииариым сачеикам система Л1-Си-Сп.

Двойная система А1-СаСи?А18(3) является эвтектической'системой с неограниченной растворимостью конпоиентов в жидком состоянии и ограниченной растворимостью в твердом состоянии. Эвтектическое» превращение

Ж<_->{А1) ♦ СаСигА1, (3)

протекает при 590°С (863 К) и 40 кол.5 СаСигА17'31. Раствс-рикость фазы СаСигА17 (3) аломинин «э .про виза е г 5 мая.«.

:г

! 1 I 1 '

>-

л € Я ыухр йЩ^Ы

ог----------- • Г«

ав .......- ■К

СЭ Ллмауг; __0С!.'

1 ""^сСГ о

СЗ '-Лс^-в 4 -в-Л --Ю

1® в в, в 4 в е 0

' ' ас^жн)

в

Рис.1. Каазибииарныв разрезы АХ-СаСи4А10 (2)-СаСивАХт (1) (4) и саА1г -Са3сигА17 (б) - СаСи6А11(1) (6) системы А1-Си-Са.

. -С-П-, сиг Д1-) < 6) -Сг-СХо Л17 (1) . (Рис. 1: Рг1зрзз со2цимкси,!-.П двойной иитеркетлллид с троПнг..-. соединением СаСУ{. (1) проходит чергэ троЯгпл интернатами Са3Сиг А1-. ( е ). Последний яаляггтея инкоигруэитноплавксикся соединением. двойне*

с^однгюннз Сд-ч^. у-: >-сл':т с л з с:;ом с трог:иъ:м

ИЯТ'.-рЧ?'! ПЛЛМГ СЯ С'.'ч Си-, ('-)■ 11Щ*

Сг3 Са..М | Ц>)

протечет пг< ??э с ¡юегг.) п £Э яел.Х С03Си2.М7 с«) . п

сплоьо.^ ра^р^тгч кро"о э^т^г.?*^!-протекает те*;:?

Г. * СгСгДд, А1, <!}<.->С.-.} СУг .М7 {5)

при В2й°С <1«<гЗ г:)

Такиа оЗразс«,р5эрез СаА1г-Са3Си,Л17 (6!-Сг,Си.:,А17 (1) яМ?отс:" с^ч^чи^ч систе~и А2-Си-С.ч н принижет участие з с;

грчг.мгу;!'?::"!:.

МЧ!"' »УСяСУ'П. {•*.; . ЛИ«1П1Г.ус разрез* ссг-?оит мп гсГ:, котермо сг.-носятсг, :: нгчалу кр^сталлчэ^ит

хеяпонамт^с - тройного иитеркстьляида СвСа-АХ^ <1) и олпкккчл.

П«>р:1триткческля реакцчя к? ♦ СдСи^.МтР }<_->Сг.СиА1. <4) * Л1 - с:'.г,лг.а;: этого Зйклмччъэетс:

жидкости г. гристаллоь тугоплавкого коппононтч - СсСа;. Л!-. (') , мэ-тсяу з твсрдси соэтоккси ски содержит рааы СьСиЛ14 (•:) ч алсшних. ^торлп .".рг. :: леткой члст!1 гизгр^к^.? с: о _гсу:>7ч¿^г. перитектичрсиоп чеакинн Г * С,-.СиЛ17 ( 2 / ч .->СпСиЛ1, ( 4 ) . Политерг.к-ческиП раэрээ А1-СаСиА14(4) не является коаэибингрчая, т.к. ои иго&ралаег озэось-э равмосссия кг рэ »сск ипгсркслэ температур

Данный разрез является частично кг-азк&чнармь'к, т.е. характеризует фазовыг равновесия » тройной систекэ только з ограничением тп&рвало температур и кониеитраци?! • Р»эр«э А1-СаСиЛ14 (4) принимает участие и тринг улр.иь'.и систепи Л1-Си-Си.

Тькин обрвзоп, ио результатам проведзкиих исследований «лэ-П:'.!1Ко6ый угол систеки А1-Си-С-. с пог.о^ьп вигозпиелнкых колзибк-игргл'х рмрезол кокет Оит^. три-нгулкрована иг следуаьяе вторичные еистсГ'.и:

А1-СаЛ1г-СсСи1А1рсг).

(2) -Сг.П^М^ (3),

.М-СзСиА1, (3)-СчСиЛг, I*) и

Al-CaCuAl« (4)-СсА1г .

Координаты ионзариантних превращений з указанный вторичная системах оЗобчак« о таблица 1.

Проекция поверхности ликвидуса систакы Al-Cu-Ca, D области богатой алзяиниан, приведена на рис.2. Поверхность ликвидуса систегш оклзчаат г.оля кристаллизации алвхнкия f Alsj Е, Ег е3 Ej е4 ), дпойнах соединенна СдЛ14 (е4 Е3 Рг Pt ), CaAlj (pi рг р5 р7 )« CuAl2 {Oj CjPt ) г тройных кнтерксталлидов СаСи^АЩг)

(РэРзР1Р602е2Е1Р1 ), СаСиг.М7(3) (PsEjOjEjPjPsl.Ecmbayo часть поверхности ликсквусс закикаот поля кристаллизации ннтерметаллндоа CaCu^AiTil), саСигД1<|(3) и СаСи^А1д (2), а также СаА1г и алгжиния.

Таблица 1.

Характеристики конварманткых преврацвнмй о системе Al-Cu-Ca

!крит -I точка

1 ct

i ег

1 ei

e4

ä e5

1 El

S

5 ^

9 Pi

1 рг

1 Pi

1 Рг

I рз

I P4

i P5

1 Pe

ь»

Тип равновесия

*->(AI) * "~> (AI) ♦ "о (AI) ♦ *->(AI) * ".>СдА1г "->(А1) ♦ *->(А1) ♦ *->(А1) ♦

♦ CUA1 ♦•-СаА1г

СиА1г *

♦ СаА1г **

♦ CaCu^Alj

♦ CaCu^Al,

♦ СаСЦзА1т

♦ CaCt^Al,

1 .

3c(K)3

I

CuAlj

CaCu4Al5(2) CaCu2Als ; 3) CaAl4

Ca3Cu,At, (6) CuAl- ♦ CaCu< АГ8 (2) CaCu^Alg (2)*CaCuAl„ (3) СаАЦ « CaCuAljUl > CuAls CaA),

.) CuAl2-CaCu4Ale (2) .> CaAl,| »CaCuAJ^ (4)

(1) CuAl+CaCU<Ale(2)

(!)*"-> CaCHf Alä (2)*CaCuAlt(3) (l^'.jCaAl^CaCuAleO) (l)<"_>CaCu4Allj (2)»CaCuAl, (3)

I 547(380) I

I 535(853) 3

I 590(86') !

I 616(889) 5

t 770(1043)3

i 545(818) 5

1 560(833) 3

! 575(848) i

! 590(863) 5

I 657(970) 3

I 580(853) i

I 650(Э.:Э) 1

I 630(903) I

I 630(903) 3

i 700(973) J

i 755(1028)1 ..... »J

2.3.Кристаллизации структурообоазрракис в системе А1-Си-Ел-Для более точного определения разового сос.ава и характера кристаллизации сплавов системы А1-Си-Ва, в области богатой алсминиец. были подучены серия сплавов,исследования которых выполнялись ник-роструктурныни методами в сочетании с иэгпрением микротвердости структурных составлявших фаз и дифференциально-термическим анализом. Тчдтвльчое исследование микроструктуры сплавов. л&жа%их

•. Л1-Т (троГ.чо"? с: ." *' *> i, г." *■•.•:: : • ..

ví"'!oro £-,з;:звссн8 î:-.'A«y ::!;;■; t-" -1 и тройч'/н

соппии-'.'игструктура < cor ■>;-•* со,а 7) 0,007

кг.S C<t?::n « 0,037 tv.Pî г.гд!» и nr-ercTiürn-r согоЛ рсз-

. ' с ; ; ' ; ■ ■ -у ■ ■ ^г ■ " ;; • : ■; г;? с- т;; op;' :;r ' " :';; , С у; о ''

*; : V- : : :: ; - : у о ? - ; - . ; -, стуу'.ту;.--; ".о; - ^ crr'.\''ri-сг.г-^г:'::;! ■> 7} ..Г д/7» мейгчЛ

C6Sepr.s»:t«n *<?ля»»гпуз R^r^r1;? sniw.MíscerxcJi

cocra»ws(a<t-fl n crpy ««:;*;>» cr:•

3 crxcstr. пэ "isx-'-asücro р&гвсгсг

•М-Пг.М^ -Т с г- рк!:1"-:;" ^ r'.'r.'j-'iehi^x": г.-скмчивеого тясрпргэ

•ï^cîcpja , г.чтер ^ггляигс» :t Т , гьясмяагзз еркгт?-"-

i.v.c ".¡•.■-'Л -Î'.J- ;Л1-УУ:;ЛЗ s ; , ;ЛГ. » "). ; Е ~, î* о

rc;:::.:,' туоП.чг.Л - v.r :i ;M -vT» Г: 5 } .

Кччроегг'упту.г-ик:: скаллз сяг.гт-г:: .чгчэн^гнаряого рг.зг<зз1 2аМ4 - cï'^îу-т có i:>: :-■:'■ >.•;■ г":т . 5тгу::"у;; :

ccr.epjfBWx lo Si ; зл.?; " zcczcr.r из тг^рлего rscsi^a ил osksss иктср!»«тл«гид:» d0.m4 м эп;ькг*м( íúía!4 *■ '2) . й сcczv^r.ï-с:: î Оолсэ СЭ нгл. Т Л г; sa ? 'i »»?«к?иг.« (йгЛ1{ * -)•

Структура oEîSKTwc-CKrro c.isana со.-,с;. SO re t. К " it 50 г. ал. Г,

сс-с:с;:? не ("a."«. - Т).

Струг.'!;,'; л er;.-.;.:- иэ тро,"'>!::.' cS.-.лст» -У-Си;Л:, ссстолт иг; :¿or. г ;;■.';;.: с;-": ^ л - , ;ó ' ;' о ~ ; у Лг о рзст. с; * ('Золлм г; Л -

гэ),>р>гстйялсв ; - 7 н мйснегм scrcRTüK!! (Л1*Са\12 }.

Поск'лъ-r4 мптсук^тпл-л-д иг-. н;»-сягруэ!1?1:з-ял5зя-

с;оЛся о^зс':, получат». о--з г :о jtsíí. :*.гстэ

ccnr'ecTHS.i кристгдлиаг.:':'!! j'srtwps«алг,'.:;а (беяий Ç-гя) с

исяг?уэи?чс,1ла».т;-:з^ся t:-.S'>.i ficxw'; -С. ус-.л::чсккг!:

гад»! y^spît.'s - ? дел": ? s структур';

Сйлзгсэ vcc;: .

Cnnaiu c.ictAl-Cv-i 3 сйлг.ст» £ггьгсй ft.eer.cri, гг."3-rcr гл '.Í:;:1. нг;.".:! •• ; •-':•.»л-.ь1 г •т':—'' " * г.л■ сл-

редрлс!«1.з x.'îpoKTtpa t, учесгау»»:» а прочее-!

CTp>-KTypooïp?.»or.r.5:i!s. R9SSt-pr3íT>:5b спя»«! рэспояз-

ímbo из сз-чску.г.л УМ. Т.О. .'.i.-tpci'.! СаЛ1г -Tu

EaÄlj - '". та s:.-о -л; y;;;r'-¡ rfOSORSw; гге.-.ъ о .стоп Al-Cu в .AI-Sa прч поетеякксл сг^гр-2 íc-c.-V я «г?и 5 кес.Г.'.

C'.íM?-7 п ïrt-^rc.J товтвячкя ггл-tarcn яэу5;$яз»«:я сача- , инея »{стеки Al-Cu-Ba. кркгла этого pbï^sa

состснг из я»уа гетгсЛ, x^paKî.pjrayor.ur. navxsa кригтаядигагаг» -fa-3u 7¡s и троаного во»диивк«:я T. Cniacv разреза эакаичйгаот ерис-. Твляизэ»л«о г.рн теяг.гр,-.тур? 570*С пэ пвриток~ичвсг.о> ррлкцлп

'а ♦ Т^, СиА1г ♦ 7

правая соэдикяящая таапоратуру начала кристаллизации соадинония СиА1г(591°) с паритсктичеехай горизонтали проходядай при 570° характеризует качала перотактической рсахцкй.

сиА1г(8ь

хотороэ завершается при 19 кол.£ т. Данный разрез изоОравзэт фазовые равновесия, во всех сплавах нижэ солидуса. т.о. э двухфазной области СиА1г ♦ Т. Таким образом, данный разрез является частично кзазнбннарныя, тк. характеризует фаэовыо раьноаесия а тройных сплавах только о ограниченном интервала температур и концентраций. Разроз СиА12-Т участвует а неполной триангуляции системы

Рапсез ЗаА1>-Т является также двухфазным сечением системы А1-Си-Бл и представляет собой частично квазибинарный разрез данной системы.Ликвидус системы состоит из дэух ветвей, относящихся х начала кристаллизации ВзА1{ и тройного соединения Г. Сплави разреза заканчивает кристаллизации при 760* по реакции

а ♦ валц влА1г ♦ т

2.<4. Кристаллизация и структурообразояанив о системе ЛI-

В системы А1-51-Еа. в равновесии с алвяиниеруд твердим раствором находится грейной ннтеркеталлид В4А1г51г . Последним образует двухфазное равновесие также с кремнием. Триангуляцией тройной системы А1-51-Ва в самостоятельную вторичнуо систему била выделена система А1-Я1-йаА1г Э12 .

. Однако характер превращений при кристаллизации сплавов дайкой подсистемы осталось не исследованным. Это несмотря на то, что по химическому составу именно в данной вторичной системе располагаются многие промышленные аломииневые сплава типа силумин, легированные добавками бария. Отсюда, учитывая большое практическое значение этих сплавов нами подвергались исследование сплавы Данией подсистемы, а та>ка граничаюааяся с ним вторичная система А1 - ВаА1< - ВаА1251г. Химический состав сплавов выбиралось таким образом, чтобы разрезы проходили параллельно сторонам треугольника при постоянном содержании бария ],б,10 яас.Х и кремния 0,5;1,0;Ч.0;в,0 мае.«.

Кроя« того, исс19довались сплавы расположенные ВДОЛЬ разреза

С,1!, Сл«г Са,ат %

Рис . 1. Лроэнция псйзрхности ликзиаусл систокн А1 -Си-С.1, з области богатой длиянниам.

Рис.3.Политеркичаскев свчвими диаграммы А1-31-Оа для сплдвоэ с постоянным солвр*аннам 3 нас. % бария.

искохяизго о? дбвйксй сгтекпши (А1 * 21). В качества лриксра ма прксаден Пол:<торш>ческий разрзз прохсдкзий вдоль систокы • Л-31, при постоянно:: концаитрацли 0г- 3,0 X (нас.). Гпзраа пс'рсеакоат три области &лА1« в, Е, . еуЕ|СгЕгСд и с:3 Е2 с, 31, пср-ьичкэЯ ^рлсталлизац-.ш ЕаА14 , ЗаА1г£1г 5! £1.

Помолу «игсодуса доикого рьзрээа состоит иэ трса

учаотло» . сада га до 4,7 ¡.аг.:» храшшв закг-пчпаа^г

кркзтадлнз&гедо при 640°с ив ээтсктнчсск?!« реакции х.£, <_.? А1 ♦ ♦ 1га?ДгС1г, в сшм с содер.\ан>:а:; ».рску.ия

при 5703С иг р&ат.цяч <".> Са.л1г51г Л1 ♦ 31. Огсгсдз саа.адуа АгКлвГО ри.:роЗй еэстеит иэ ЗДУХ учпвТКСЭ В»ЖО ксторих СКваШ сочтен? кь трех О--:

Ег.А14 ♦ А1 ♦ СйД1яй1г И А1 ♦ 01 * 2аА1г£1г

Сдяаа содержа?;:-;'« <;каг.« жрал»:;:» заканчивает кркстзллкзз-цка при 647еС ко эвти-лткчсскс,': рагхц«п г<г ч".> ВаЛ1;>£.1? ♦ н » твардси сосголиий состоит «о д&ух фа а Л1 я ВаА1гС1г .По ¡хггуль*.«-?аг. ДТА спясвос Сила паа-роа^а праакцлл поверхности дкка-адуса сиотскц Л1-51-ед, а «¿дису» сзгатсй с.-.ок.11.'1:си.

Проекция поьорхкогтг г.::г.усл систо.и в

богатой алвккмиск, ьклечасг «с вторе всшгрхиэсги переичь», крмста«-лизг-К!«: {ла,:»к»>сиого ".-¡.ердаго ргзтргрл (А1), твердого растоора г,а осяох-о (51), дасЛпаго ¡.»7».-рмстоялиза ЕаА14 и гр-аа..аго

евл&шыягя . угол сйсгеяы рассекается ич я го

частя р..а]- - аь :• .V. - :. . Г.р;; ты.г.г.рагура 64 7°С а

а а с,1 а *: ^^а, ■.....;^_ 7 э-агент^часас-.1 а; -.1 ->:

2 <"_> ♦ СаА1г£1; •

Кааамазачгрлаа с«че:»:в Л1-&аЛ1г£1- аелмт «мпжикхвокй угол систсз.и -Ва ка сапс-сгоятеям.-ц-э емгтекы А1-ЬгА14 -£аА1* » А1-Б1-ЬлА1г ев?сх*.-мчасхого г.а.а. Б с;:ст*ие А1 -БьЛ14 -ВлАХг 81г «рамгхо^«- чвпфехфазкоз еггсхтическоа проераяояио

Е А1 ♦ * ЕА?,1гС1г,

8 сисгскв Л1-01-5га;Лга1г - лто?«я эьтргтическйя реакция:

£ А1 + * Г*;а?ЛгЕ1г.

Тампсратури эвтектических г.ройра^епий и конис-нтрацин кенва-рнвнткшс точек г.ркгаасгш о та6.«а»э 3.

таблица 2.

Састла фяэ м температур«* ксаааргмятхж: пр^зрагоаг^Я а сист--;"* о сЗлгсти СэгдгсЯ длгк-.и'лаи

(хорвата? реакции - глтчч'гичс-сггая}.

Те-грдао $азм. участзуозио п р')дкцим

< <531 ¡1 го,5 | )Г,5 1

а 657 1 97,2 1 0.2 1.Э

а 577.2 3 зз.з 1 11.7 - 5

М ,Si.a¡¡ЛlгS^í 1 570 1 35.3 1 12,3 0,4 ?

М .а&м, ЗаА1г 1 «42 5 54.2 1 0,6 5,1

сссга» «ндкоЛ <?аэм

-!-г

Л1

I 31

Таки» образам, приведенное пояо»ат вияенить леханизя адля:.чгл бария на структуру и «гсйгтза алвммкиево-хрзпнисвих спласе»,. результаты югорсй приведены п раздала 3.4. Согласно"теории обраоо-влния трсйиогр сплава", модифицированная структура прег.сггзляат собой тройиуо . ->зтехтмку. что и«йат место а нл^ая случае. образованием тройней эвтектики (Л1'31«-СаА1231г ) можно 05ы:си:усь снижение температуры кристаллизации мадн^нцирсааннж бариои

1 тройных) сплавов, по сравнении с не^.одифнцнроплпныии (двэЯнани). согласно "теории тройного сплава" составы нормально кодифицированных сплавов лежат на линии, связыаас^еЯ веркину аязяинназого угла с точхой тройной эвтектики Е2, камоди^ицироваинаа спяагу располагается в области о3ЕгА1. а пврекоди^ицнроаанниэ - за линией ЕгА1.

ГЛАВА 3. СИЗИКО-ХИГШЧЕСХЯЕ Н МЕХАНИЧЕСКИЕ СЗСЯСМЛ Л2ГИРО-

ваниых щелочноземельными мвгаяяаии . алсхшшгсо-издзш ¡1 ллэ-

МИНИЕаО-КРОШИБОЫХ С71ЛА0СЗ.

3.1-Исследование влияние к*льнм* на «гчзичо-хг'П'ЛЦ.т^кч, II упаднические свсйстаа алониниево-медннх ИСйНтанияи подвергались семь вариантов сплава состава (X по иасез) : меди -5.7; хрома - 0.25; марганца - 0.«6; цнркоинй - 0.22; титана - 0.23; кремния - 0.17; «елаза - 0.13; . кгдьция 0.а;0.01;0.оз;0.05;о.1;0.3;0.5.

Кратковременные испытания сплавов на растя^зни» пря повигвн-

- iS -

tv~r. твяявратурзк гфэеадклхеь «¡a укиесрсальмой испытательной »лейке УШ-6 по ойгзпринятой кз-одике, аакдэчаощайся в прогреве образца Оаа нагрузки о тсчоиие 30 кик. и » постепенном его кагруле-«v.'M fio p&spysamts. o&pasuu иаготваливслись с соогьгтствии с гост

1497-73.Испытания образцов na ycupüuíi »¡згиб прогаднли на каятни-козэа иог.рэ Мк-15.Платность образцов определялись гидростптмчас -к::и оэ&евкЕакчзп иа аналитических í-.'-cíx СЛГ - ;оо. литейние свойства ов^маелкдксь «л ycoaejsaukstdos&khqCI проба Изхондзм-с&иаркиа. ^¡■лийтааучсять сяя&сов оврддслдлась ко длине г&палн^кия V - сб-fiziioro г.ьяал-^, еке&адкая линейная усадка (Ц) - по уссдки t-pyr-г.зго К !¡:i прутки, валуи&а-.ого £ иерткхальнон к&кслз-аунфа.

Скдэьтозть скяьлоу к obpasa&aKiis травим кв участках тор.ю^е-tws pu3.n;i4í.os'i длияи i! пробе дад-ьда кг>чоствеинуо оцгиху склонности еплгвоз ь о&ргэогаииа трсцнн, йьлмчостюеиндя cuc-нхо Ир^&хадялось г.о b¿c&csTí¡«/3 разнерап сирины тросик &1тр ■ Твкпсратурь :.¿..v сгвтсьлялз 750" С, к&.-.илн перед ааливхои пологрссдлись до 200°С.

Корразисшно-эдектрохикическоа пог>ад?н»з сплавов с добавкой кгиици« и баз него р сроке 2S раствора NaCJ исслздовали не цилиндрически:; образцах дианэтроа 6-10 «и, отлитих » кетеллический «ошь. Посла г;;»сдхпр.чтелы1сл обработки (елмровдннз, об8Э»ир>:Б<з-иид спирте;:) ксслсдуекис эле^гради, ьоиц») которых опрессосиналмсь ю 9с*-хомшпг& rpyCxn, onyz¡í-:s,¡ рабочий растсэр с fii»?, 1-7, цнандрнш! кзтекци&лы кзнирклк по устькоьлонио рзсиоассаого потеи-^ИДЛй. Г.Si;c!:..rret.y./. днл^: П_г:.' k^íiwsihoíi текгаер^туре ьа по-

гэквнэгов?» fi-í>«27»! со сясрастьо рг.згерткн потенциала 1 иВ/с к r.D-1. !> х«чс-ст&э блактроае сравнения мспользооаля хлорс®-ptcSpctUij^S. с R navcsTLti ьспо!;огательного-плзткнойай алектрод.По-gpst&uí cmns.,v.i слс'Яугхдяк обрезан : ст стецко-к&ркого пэтвдак&ла схй » хето&нуо область до аиачокик Е«-1,5 О. едтод обратный £едск достигали куля тока, после чэго отжали ход ькэднай крцлой so акачения токе 5 UA. Обр&тныя ходок достигали потеицьала корразии, lia вол1ч»тоы)8н«сй то кии сЬрьзои ijopcpxmocví; jshoül слипали ход катодной кривой во £>-1,5 В, по которой ulitis. -яяял ъояячмну тока керраал»; обратим;! ходом достигали нуля ídkí-, после чгге сгтнЕЯИ ьнаакуа ípüsyo, из которой определяли сирину n&csMSKOfl области, токи и потенциалы пкттингообрааоЕлни».

Дпя определения потерь кассы з процессе корроэки образца см-яархипагмсь в 3~-Нои рас;¿срз KaCI в т»че»гн« трех Наёяцос. Перо; tsenuTütmssui и tixuió ик» образца saeeiKHi.. ии на аналй^чсских ьоса; с точпостьа да 0,СУ01 г. Продукти коррозии с обр^ацо» уааляли ; |лгтвс>рэ 1S КгСгг&7 » ККОз ь течэиие одиого чеса, посла чог

об1>о»иы ькдорлигалм s ахогсеторе яо костоякиой кес».

П^лу чсикы^ ^ьачеи^й коханич^ских сьойста. 11 о > t -что м&личма прикеси хсльция пряаодиг в сиижсиио гсого коглшакс

иэханических характеристик сплавов как при комнаткой, так м при повышенных температурах. На лигейно-тахнологкчзскио характеристики сплава кальций не влияет: яндкатзкучссть остается на топ »а уроана, á эзличина линейной усадки уменьшатся. добавки кальция на изманяют значений плотности; плотность ссзх образцоз практически одинакова и составляет 2,32-2,04 г/ся3.

Отрицательное влияния кальция иа мэханичесхио свойства можно объяснить aro малой растворимостью а алюминии, хоторая о система А1-Са при 617°С составляет 0,01 % по моссо . Однако при содержании кальция менее 0,14 ваделанио кальцийсодержацнх фаз происходит п небольшом количестве и металлографическим методом обнаружено нами на было. При концентрации хальция 0,1Х и более по границам зерен сплава наблюдается выделение эвтектики.

При этой уменьшается количество дисперсной фазн СиА1г - основного упрочнителя сплава ЛМХ-605. Это позволяет предположить, что наблюдаемая эвтектика содержит фазу Са7 . 70130 . jAlgj . ¡ и является тройной эвтектикой (Оч1+сиА1г + Са7 7CU30, jAlg t .5 ) .Помимо своего отрицательного влияния на микроструктуру сплава, кальций повышает склонность к образования микропористости, что в езоо очередь ухудсает механические свойства .

Примесь хальция усиливает процесс анодного растворения сплавов, о чем свидетельствуют скецонио вверх н э правуо сторону поляризационных кривых сплавов, содержащих кальций, по сравнения с базовым сплавом. Небольшие примеси хальция (0,01-0,0325 по масса) з сплаве вызывают интенсивный рост тока коррозии. Увеличат« концентрации кальция до 0,1-0,3* практически па алияэт на величину тока керрозии. Потенциалы коррозии (Ехор.) и рапассипации (Ерва.) при зток смецаптся на 50-100 кВ

Из приведенного видно, что приноси кальция в сплава АИХ-605 уменьаают аирину пассивной области на потенцнодннамических кривых, увеличивают скорость корразии и ухудваот механнчаскио свойства алюииииево-медного сплава АМХ-605. По наоему мнэнию, максн-нально допустимой концентрацией кальция в сплава следует считьть 0,01Х. Мы считаем, что содержаний кальция в сплава АМХ-605 следует строго регламентировать и внести соответствуочиа изменения а нормативно-техническую aoxyMaHTáus«».

3.2.Исследование влияния добавок стронция на Фиэико - химические и механические свойства алтаминиово - неяннх сплавов.Для исследования влияния стронция на физико-механичесхио и технологические свойства, а также коррозийно-злектрохимичвехоо поведение сплава АМХ-605 были получены семь вариантов сплава состава (нас.Х): меди -5.7; хрома - 0.25; марганца - 0.'45: циркония -0.2;титана-0.35; стронция : 0.0; 0.01; 0.03; 0.05; 0.1; 0.3;0.5.

Пслучошшо результаты испытаний механических харахтеристих поквзываот, что Еводеине в сплав кихродобавок стронция в количества 0,01-0,05 (% ио иассо) обеспечивает увеличение прочности при комнатной температура на 5-20% и пластичности на 10-40%, что объясняется узелнченнон легмроваиности твердого раствора. Вамлуч-ЕЕ0 сочотсшие неханнчгскнх характеристик получено с добавкой стронция 0,01% по касса ( бв-42,7 кгс/ии2 , 6-4,8;») .Более высокий уровень характеристик сплавов, пикролегирооанных

стрскциоп, по сравнения с исходным сплавом сохраняется н при по-вгкзонних температурах, что способствует повышении эксплуатационная характеристик. Следует отмстить, что степень разупрочнения при noMUSsKKUx температурах ¡-¡сходного сплава и сплавов, кикролг-гнроваиныг строкц-,;ог;, практически одинакова (табл. 3 .) .

Получеинке значения ударной вязкости сплавоа спидетельстьу-от о тоа, что ишфолегировани® строкуиеи в количестве 0,01-0,03% по пасса приводит к повышенно ударной вязкости 15-30%, что

икает большое значение для даталай, подвергающихся ударным нагрузкам & процессе эксплуатации.

Определение платности исследуемых сплавов показало, что кик-радегирование стронцием не изменяет значений плотности. Плотность ьсс-х образцов практически одинакова и составляет 2»S0-2,ei г/ctt3 .

3..?,Исследование влияния побавок бзрия на свойства а.тоикиие-вя - цепного сштчпз АЮС-605 .Легирование erwasa йаркея ергводат * ухекьшшка пяотмоети тог.а коррозии с 0,41 А/иг у базового «пиша ДО 0,25 А/к? у сплава с 0,К Ба, т.е. к увеличении коррозисксй стойкости сплавов. Стйциоксркий потенциал, потенциалы коррозии н ргпасснььцяи иэиеняотся при атои незначительно, т.е. иа 10-15 нВ. Ч);сланное оначанио сирины пассивной области ( ДЕ) у сплавов с комценграциеР бария от 0 до 0,0% составляет 400-450 иВ. Анализ данных о скорости коррозии при выдержке а Течение трех месяцев а раствора 3% хлорида натрия показывает, что с увеличением концентрации баряя ъ сплавах схорость коррозии уменьшается с 0,0240 до C.01SS г/нгчас.(табл.4.).

Канлучаао сочетаний механических характеристик получено при концентрации бария равной 0,03% ( б„-435 Г'.Пь, 6-12,2%). Следует откатить, что степень разупрочнения при повышенных темпервту-раэ: сплавов с добавхами н без Добавок -рактически одинакова.При увеличении добавки бария более 0,1% наблюдается снижение временного продола прочности по сравнению с исходным еялаэои. Относительное удлиненна также несколько снижается. Это объясняется теп, что при увеличении концентрации бария увеличивается количество фаз по границам зеренi но растворяоцихся при нагреве под закалку.

Таблиц» 3.

Влияние добапок стронция на механические сзоЯстьа сплава "АНХ - 605 при хомнатноП и посиоешшх температурах

¡Добавха 3 Зстронция,Ц-= Зиас.Х i

Температура испытания

20 С

150°С 3 230® С

330® С

т

8б0,кпа| 5,ss S бв ипа -Í- "

5.x § 6»,ЙПЗ| 5.5

i-1-а

3 <Ss ,йпа| 5.Х 8 _я-

0,00 0,01 0,03 0,05 0,10 0,30 0,50

361 427 392 375 358 365 373

4 3 § 300 1 7,5 8 170 1 -11.3 S

4 3 1 339 1 12,0 3 172 1 13,0 1

6 4 1 332 1 9.5 § 173 1 15,3 3

б 2 3 32Р 1 10.0 \ 174 1 12.3 3

6 0 3 329 1 S.4 S 170 1 14,3 3

3 в S 306 1 10,2 5 160 I 14,4 |

2 3 3 304 1 7,3 5 130 1 14.0 | .' i . 1,

36 62 €8 33,3 01 31 73

18,2

20.4 19,9 19.0 18.9

10.5 3

го.з а

......Л

1

Таблица 4.

Влияние добавок бария на электрохимические свойства ■ и схорость коррозии сплава АМХ - 605

Добавка}-бария,!

I

пас .

9 Электрохимические характеристики, кЭ

-Ее

и8

-Е„

I

пз

па

8 - I 704 752 500 i 767 Í 0,41 1 450

5 0,01 Í 698 762 607 1 773 1 0,36 ! 430

1 0,03 I 714 770 ' 520 1 786 ! 0.33 1 450

3 0,05 Í 630 765 545 'I 769 i 0.32 t 400

S 0,1 8 644 775 547 | 782 I 0,32 1 400

1 0.3 1 667 782 567 i 733 i i 430

i 0,5 1 635 770 610 I 775 i 0.29 1 300

пор.

Л/«'

I Лв, I

I яЗ

з a

-i Скорость 5 1 ксрроэи>%| 8 1 1 г/^ч i '

9 3 -4—--1

9 0.0240 3

i 0,0220 \

i 0.0211 з

i 0,0200 |

I 0,0195 |

t 0,0139 !

i 0,0183 |

t. I I Mil

Легирование сплава АИХ-605 баряеп а количестве 0,01-0,5* способствует повьшенко ударной аяэкостн на 20-50* по сравнении о исходным сплавом, что имеет важное значение для деталей, подпер-

гасчккся ударниц нагрузка:: й процесса эксплуатации. Легирование сплава бориек на приводит к уксньсгнио кидкотекучести. Линейная усадка еплазо» упакьсагтся.

3.4 .Рп?п?.6отуг- состарь дитойнмх алюкииисйо-крсттевих спля-вов.иоянФвцчрсеенпмг. стронцием >■ бяэиеи.для деталей и уэлоа, ра-бстезвдих при повышенных температурах, сирохо испальзуеттск сплавы скстоки сл&киннй-кремшя-иедь (кегкстиг силумина), которые для улучзсикк характеристик прочности и жаропрочности дополнительно содержат до52Е::н кагння, марганца и титана. Ксдистие силукини таико подзгргегтея кедифицировакио. Б последнее ерзпя на пахш-ногтрсительннх заводах с литейных «ахах с длительных циклов разбора кетвлла г> качество кодмфпцпрувце'г до&авки используит строи-ци», ковифацкрув^ая способность которого сохраняется с течение 5-С ЧГ-СОВ.

Дкат;а ытолнешшх исследований свидетельствует , что Еведа-ы:е стронции Б состав сплавов на осиог.с систег.ы алопшшй-крек-кий-кедь увеличивается прочностные' свойства при комнатной т н-пературе с срсдиан на 10-15?;, пластичность «а 10-20% и более.При косыгетшх текпературах еольы.Л урасеиь прочности иисот соласк, кокплекскодегкрсь^щщо г.агниеп, сарг.-.ицог. и титанам. Это объясняется СзльссП яеглрооаккостыэ олоиипиосого твердого раствора к по-сыгекнск текператури его распада, а такя.е большой гетерогенностью структура к Слокяроиксй грвниц оернн такими фазами,как И (/Л4СиКа4С14 I. Т (А1гСиз:д4 {А1гСи!-!д) и др., что препятствует ползучести салолов прв температурах.

Однако, при текперйтуро 350°С уровень жаропрочности всех ¡¡сслсдоБйИк^»: сог^аьоБ невелик, гоэтоку применение с плосок типа склукин лг.г, длкт&пьисй ра&эгы при тег.паратурах вкше 300°С не-цая&соо&рагко.

Г.ссле-.осакнв литеймих характеристик оптимально легированных квдистих спяукиноа показало достаточно высокий уровень жидкотеку-частн сгшавоз, причем с поЕЫ-г;;и£м степени легирования тройных сплавов алгккнип-крспкиА-хваь дойаскймн магния, нарганца и титана ютдиотегучесть сплавав уменьшается. Кодифицирование структуры уваличимвг «накотекучость сплавов. Линейная усадка всех исследованных сплавов практически одинакова. Сплавы склонны к образованна трочин, четкой корреляции трег;кг.оустойчивости с модифицированием структура но установлена.

Удьри»к окзкость кгдистад« силуминов невисок:». Кодифицированное сплаг-ц ияеэт сиачикия уагркой ьяэкости на 30-45% нише по стааскекка с »аходмЗицнрсваннижг:. Плотность кодифицированных спла-воз иесксдько ьызе, чек нгводи^кцкроаакных.

* Технология я»5тья аатоно&илькых колес из предложенных сплавов

внедрен на Таджикском алпминиааом заводе.

Нодирициропаш-е алюминиево-кремниеры^ сплавов б^Ецеи,, Яодн-фицирозание сплавов барием о виде лигатура аляпиния с 5?5 барием проводили по выоеописанноЯ мэтояихо. Обработку подвергались сплав АЛ-9 и сплав системы А1-31-Си-!1д-Кп-Т1 .Полученные результаты испытаний механических характеристик показывают, что введения в указанные сплавы бария о количестве 0,005-0,10~ приводит к повышение относительного удлинения при комнатной и повыаоиных температурах на 200 - зоо X. ударной вязкости на 15 - 20 " по сравнении со сплавами, на содержащими бария, что объясняется кодифици-рупзим действием бария.Длительность нодмфицирупщего эффекта определялась дополнительно путем определения количества переливов и переплавов, после который структура остается модифицированной. Установлено, что и посла 12 переливов и двух пароплавоо кодифици-руоцеа действие бария на структуру аг.кжиниово-крэннизаых сплаооп сохраняется.

а и в о я ы

1. Подтверждены существования следующих тройных соединений п алокиниепон угле системы А1-Си Са; СаСийА17 : СаС^А!?; СаСи^А^ И СаСиА14. Первые два соединения кристаллизуется непосредственно из расплдвл, а третий и четвертый является иихоигруэнтно плаояцини-сл. С алюминиевым гвердчм раствором в равновесии находятся следующие тройные соединения: СаСи0А17 : СаСи4А1а; СаСигА17 .

2. Построены слодуощио политормичоскио и коазнбииорнио раз-рези системы А1 -Си-Са ; А1-СаСи4 Л1а-СаСи6А17 ; А1-СаСИгА1в;

СаА1г-Са^Си?А17-СаСиб А17 ; А1-СаСиА14. Показано, что первые три разреза является квазибинарники, а последний частично квазибинарным. Определены температуры и составы эвтектических и перитекти-ческих превращений в указанных системах.

3. Проведена сингулярная триангуляция системы А1-Си-Са, э области богатой аломиниеи. Алюминиевый угол системы триангулирована на следующие вторичные системы эвтектического ти«а:А1-СиА1г -СаСи6А17; Л1-СаСи6А17-СаСигА17 А1-Са®ЯдА17-СаАЦ . Установлена координаты трех четырехфазных эвтектических и шести четырехфазных перитехтических превращений в аломиниевоя углу системы А!-Си-Са.

4. Подтверждены характер кристаллизация фаз в аломиииввои углу системы А1-Си-Ва. впервые построены пояитврническив сечения сиА12-т и ЗаА1г-Т системы А1-Си-Ва. Показано, что данные рагрезы являются .частично квазибинарными и участвуот в неполной триангуляции системы А1-Си-8а.

5. Построена проекция поверхности ликвидуса систаиы

- Zi -

Al-£1-Ba, s обльстг. богатой алюминием. Установлено, что хвазиби-иарный разрез A1-DoA12S12 триангулирует елониниевый угол системы ha две вторичные системы эвтектического типа: А1-ВаА14 -BoAl2£i2 и Al-DoAljSij-Si. Определены координаты четырехфазкых эвтектических превращений в указанных вторичных системах.

6. Исследовано слияние кальция, стронция и бария на физико-химические и пахано-технологические свойства алюииниево-медных и алюминнссо-крепниевых сплавов. Установлено, что примеси кальция увеличивает скорость коррозии сплавов н ухудшают механические свойства алкшиниево-недного сплава AKX-60S. Добавкн стронция и бария увеличивают механические свойства и коррозийную стойкость сплавов. Испытания сплавов проведено на Челябинском тракторном заводе.

7. Показано модифицируете«? свойства стронция и бария в ало-миниево-кремниевых сплавах типа "силумин". Установлено, что до-баски стронция и бария в количествах 0,03-0,03 кас.% увеличивают механические свойства сплавов на 20-50%, относительное удлинение и ударной вязкости о 2-3 раза. Разработаны составы новых алюмн' t-евых сплавов с кодифицированной структурой. Технология получения сплавов и литья из-них автомобильных колес внедрен на Таджикском алюминиевом заводе.

Основные результаты диссертации изложены в следующих публикациях:

1-Мухитдинов Г.К..Гениев И.Н.,Каргаполова Т.Е. Электрохимическая коррозия и фнзико-неханические свойства сплава АКХ-603,легированного стронциеп//Доклады АН республики Таджикистан.1995.И 9-10 С. <2.

З.Кухмтдимо» Г.Н.,Гакиев Н.и..Каргаяолова Т.Е.»Кирсаидов У. 05 отрицательном слиянии принеся кальция на коррозкон-ио-1ликтрсхикичссксе поведение" и фиэкко-иехакические свойства елвпинкево-кодмых сплавов //Доклады АН республики Таджикистан. 1935.rs 7-S с.101.

3.Гашав И.Н..Пукктдннов Г.Н..Каргаполова Т.Е. Коррозия ало-пхннево-неаних сплавов легированных делочноземельными метел/ зеки //Известия АН Республики Таджикистан.Отделение физико-математических ,химических и технических наук- 1995. Н 3 с.78.

4.Геккеп Ii.ll..Мухитдинов Г.Н. .Кар- полова Т.Е.,Кирсандое У.

* Ксрразкашю-электрохимическое поведение и неханическне

свойства сплава АЯ-321.легированного барием//Доклады АН Республики Таджикистан.1995. 11 9-10 с.<9.

5.Гениев И.Н..Мухитдинов Г.В..Одинае» Х.А..Икроков А.Э. Электрохимическая коррозия алюминиевых сплавов кикролегн-

рованных щелочноземельными и редкоземельными металлами.Тезисы докладов конференции стран СНГ по координационным соединениям и аспекты их применения.Сборник:"Межчастичныа взаимодействия в растворах.Вып.2.Душанбе:Сино-1995.

б.Мухитдинов Г.Н.,Ганиев И.Н. Использование отходов производства металлического стронция при производстве аломиние-вых сплавов нетребуочих модифицирования .Тезисы докладов Республихансхой конференции по экологии.Дуваибв.1995 г.

т.ганиев И.Н..Мухитдинов Г.Н..Каргаполова Т.Б. Кристаллизация и структурообразования сплавов систены А1-Си-Са.Тезисы докладов научно-практической конференции посвященной 50-летио Института химии АН Республихи Таджикистан.г.Душанбе, 1996 г.

в.Ганиев И.Н..Мухитдинов Г.Н.Кристаллизация алпминиаво-кремниевых сплавов модифицированных барием.Тан «е.

ЗАКАЗ ч 132 ТИРАЖ ЬО ОБЪЕМ 1,5 П.Л. ЛОДООШО К ПЕЧАТЛ 9.-02.96 г. ДУЛ/ШЕЕ ПЕРВАЯ T.SQГРАФЛЬ