Микроструктурный анализ цветных сплавов

Микроструктура цветных сплавов в условиях равновесия или близких к ним может быть определена с помощью их диаграмм состоя­ния.

Микроструктура сплавов на основе алюминия

 

В качестве характерных представителей деформируемых и ли­тейных алюминиевых сплавов в работе используются соответственно литой дуралюмин марки Д1 и силумин марки АЛ2.

 

 

Рис.10.2. Схема микрострукту­ры

Дуралюмина марки Д1 в литом

Состоянии, u-фаза и 0-фаза, х340

 

Основу сплавов типа дуралюмин со­ставляет система Al-Cu-Mg. В соответствии с ней медь и магний имеют ограниченную рас­творимость в твердом состоянии в алюминии, а избыточными фазами, выделяющимися при охлаждении из α -твердого раствора меди и магния в алюминии в связи с уменьшением растворимости компонентов при снижении температуры являются соединения CuAI₃ и AI₂MgCu, называемые соответственно Θ - и S-фазами. Поскольку магний в сплаве нахо­дится в небольшом количестве, то фаза S при используемых в работе увеличениях микроскопа в структуре не обнаруживается.

Поэтому наблюдаемая микроструктура сплава марки Д1 в литом состоянии состоит из светлых зерен α -твердого раствора меди и магния в алюминии и темных включений Θ -фазы (соединения CuAI₂), располагаю­щихся по границам зерен α -фазы (рис.10.2). Такую структуру дуралюмина марки Д1 можно предсказать, исходя из двойной диаграммы состояния системы AI-Cu, подобной изображенной на рис.10.1.

Дуралюмины, как и авиали (сплавы системы Al-Cu-Si), применя­ют для изготовления горячей или холодной обработкой давлением лис­тов, труб, проволоки, плит и различных профилей.

 

 

Рис.10.3. Диаграмма состояния

Системы алюминий - кремний

Микроструктура силуминов соответствует двойной диаграмме состояния системы Al-Si (рис.10.3), доэвтектические сплавы состоят из пер­вичных кристаллов α -твердого раствора кремния в алюминии и зерен эвтектики (α +β ). В свою очередь, структура заэвтектических сплавов состоит из крупных первичных кристаллов - твердого раствора алюминия в кремнии в виде игл и зерен эвтектики (α +β ). В соответствии с диа­граммой состояния Al-Si сплав марки АЛ2, содержащий 12-13%Si, являет­ся заэвтектическим. Поэтому его микроструктура состоит из более тем­ных крупных игл β -твердого раствора алюминия в кремнии и эвтектики в виде более темных игл β -твердого раствора алюминия вкремнии на светлом поле α -твердого раствора кремния в алюминии (рис.10.4). Сплав в таком структурном состоянии обладает низким комплексом механических свойств (предел прочности при растяжении σ _в=130-140МПа, относитель­ное удлинение δ =1-2%). Поэтому для повышения свойств производят модифицирование. Применительно к силуминам оно заключается в обра­ботке перед разливкой сплава смесью фтористых и хлористых солей на­трия в соотношении 2/3NaF+l/3NaCI. Это обеспечивает введение в сплав 0, l%Na, который осуществляет модифицирующее действие, затрудняя кристаллизацию β -твердого раствора алюминия в кремнии. Модифициро­вание вызывает смещение линий на диаграмме состояния Al-Si (рис.10.3). Эвтектическая точка (ll, 6%Si) перемещается вправо, приобретая концентрацию кремния 14, 6%, в результате чего сплав становится доэвтектическим, что исключает из структуры крупные первичные иглы β -твердого раствора алюминия в кремнии и тем самым повышает пла­стичность. Линия эвтектического превращения снижается с 577 до 564°С, в связи с чем, эвтектика (α +β ) вместо грубоигольчатой становится мелко­зернистой. Поэтому микроструктура сплава марки АЛ2 после модифици­рования состоит из светлых первичных зерен α -твердого раствора крем­ния в алюминии и мелкозернистой эвтектики в виде более темных вклю­чений β -твердого раствора алюминия в кремнии на светлом поле α -твердого раствора кремния в алюминии (рис.10.5). Силумины применяют­ся для изготовления корпусов компрессоров, картеров и блоков цилинд­ров двигателей и др.

 

 

Рис.10.4. Схема микроструктуры

Силумина марки АЛ2 до

модифицирования, β -фаза и

эвтектика (α +β ), х250

Рис.10.5. Схема микроструктуры

силуми­на марки АЛ2 после

модифицирова­ния, α -фаза и

эвтектика (α +β ), х250

⇐ Предыдущая18192021222324252627Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. Измерение твердости металлов и сплавов
2. Микроструктура сплавов на основе меди
3. Научно-исследовательский институт стали и сплавов ПРОТОКОЛ
4. Недра страны чрезвычайно богаты алмазами, золотом, платиной, урановой, железной и марганцевыми рудами, хромитами и рудами цветных металлов, углем, асбестом.