Исследование Влияния Многоступенчатой Термической Обработки На Формирование Микроструктуры В Авиалях С Избытком Кремния И Добавками Скандия И Циркония

Abstract

В работе исследовано влияние многоступенчатой термической обработки на формирование микроструктуры в сплавах системы Al-Mg-Si с избытком кремния и добавками скандия и циркония. Для изучения был выбран сплав 0,6Mg1Si0,15Zr0,3Sc и его базовый вариант 0,6Mg1Si. Сплав 0,6Mg1Si0,15Zr0,3Sc был подвергнут трёхступенчатой термической обработке. Её целью было выделить частицы Al3ScZr из пересыщенного твердого раствора, затем растворить кремниево-магниевые интерметаллиды, после чего в ходе искусственного старения выделить частицы β''. Базовый сплав 0,6Mg1Si был подвергнут стандартной для авиалей обработке, состоящей из двух ступеней. Целью первой было растворение кремниево-содержащих интерметаллидов, а второй – выделение β''. После каждого шага термической обработки методами просвечивающей и сканирующей микроскопии исследовалась микроструктура, а также проводились измерения микротвердости. Анализ результатов показал, что при кристаллизации сплава 0,6Mg1Si0,15Zr0,3Sc в нем образуются первичные интерметаллиды типа (AlSi)3Sc с размерами до 10 мкм. Кроме того, в ходе прерывистого распада при остывании литой заготовки также формируются частицы (AlSi)3Sc, представленные в виде иглообразных когерентных дисперсоидов длиной 40 нм и диаметром 10 нм. На первом этапе термической обработки формируется лишь ограниченное число когерентных дисперсоидов (AlSi)3Sc, практически не влияющих на изменение прочностных свойств. Последующая кратковременная закалка не приводит к растворению интерметаллидов, содержащих кремний и скандий. Поэтому при искусственном старении сплава 0,6Mg1Si0,15Zr0,3Sc выделяется меньше частиц β'', чем в сплаве 0,6Mg1Si, в котором имеет место большее пересыщение твердого раствора алюминия атомами кремния.