ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Формирование микроструктуры сплавов из "Литье под давлением магниевых сплавов " Микроструктуру магниевых сплавов при литье под давлением следует рассматривать с учетом неравновесных условий кристаллизации, заключающихся в одновременном действии высоких скоростей охлаждения и давления на затвердевающий металл. Структура литого сплава определяет механические свойства, требуемые режимы термической обработки, эксплуатационные характеристики. Поэтому для каждого сплава при известных конфигурации и размерах отливки по выбранным условиям литья необходимо уметь предсказать структуру, что позволит прогнозировать ожидаемые показатели свойств отливки. [c.27] Особенности кристаллизации магниевых сплавов при литье Шд давлением изучали на двойных сплавах системы Mg—Al, Являющейся базовой для большинства промышленных сплавов. Образцы для исследования представляли собой пластину толщиной 3 мм, отливаемую на машине 515 с горизонтальной камерой прессования. При выбранных параметрах литья под. давлением расчетная скорость кристаллизации составила 700—800° С/с, давление 500—800 кгс/см . [c.27] Микроструктуры двойных сплавов Мд—А1 представлены на рис. 9 [29]. Полученные данные свидетельствуют о том,, что при содержании менее 17о А1 (0,97о А1) микроструктура сплавов практически однофазная, представляющая б-твердый раствор на основе магния, включения интерметаллида незначительны. В сплаве с 1,14% А1 образуются включения интерметаллида по границам зерен в виде несплошной сетки, при дальнейшем увеличении содержания алюминия сетка становится сплошной (при 2,2% А1) и толщина ее увеличивается. Образующийся по границам зерен интерметаллид МдиА г является составляющей вырожденной эвтектики. Концентрационная граница образования эвтектической сетки сплавов Мд—А1 при литье под давлением наблюдается при содержании окола 1% А1. Эти данные совпадают с обобщенными результатами исследования по влиянию условий кристаллизации на структуру сплавов, представленными в виде неравновесной диаграммы состояния на рис. 8. Для скорости охлаждения 700° С/с,. [c.28] Поскольку при рассматриваемом способе литья на кристаллизующийся металл действует давление порядка 500— 00 кгс/см , следует ожидать увеличения доли эвтектической составляющей из-за смещения эвтектической точки в сторону ординаты чистого магния. По неравновесной диаграмме состояния для указанного давления эвтектическая точка соответствует лриблизительно сплаву Mg — 22% Al. Это подтверждается микроструктурами сплавов магния с 16 и 22% А1, отлитых под давлением (рис. 10). Структура сплавов Mg — 227о А1 соответствует структуре эвтектического сплава Mg — 32% Al, закристаллизованного со скоростью охлаждения ТОО С/с. [c.29] Характер микроструктуры сплава с 16% А1 аналогичный, отличается только несколько меньшим содержанием интерметаллида. Одинаковый вид микроструктур может быть объяснен тем, что сплавы, близкие по химическому составу к эвтектике, при повышенных скоростях охлаждения могут иметь структуру, сходную с эвтектикой, т. е. образуют так называемую кв зиэвтектику. Поскольку количество интерметаллида в такой структуре значительно меньше равновесного, то и соотношение фаз (б-твердого раствора и Mgi7Ali2) будет несколько иным. [c.29] Принципиально важным для понимания процессов, происходящих при нагреве отливок (например, при термической обра- ботке, при химоксидации, или в процессе эксплуатации и т. п.) и влияющих на механические свойства, стабильность размеров и на другие характеристики (коэффициент расширения, предел ползучести, коррозионную стойкость), является знание величины и характера распределения микронеоднородности по сечению зерна. [c.30] Рассмотрим влияние скорости охлаждения на степень дендритной ликвации (рис. 11). При малых скоростях охлаждения (для магниевых сплавов много меньше 1° С/мин) полностью протекают все диффузионные процессы, и концентрация легирующего компонента по всему сечению зерна соответствует егск содержанию Со в сплаве. Начиная со скорости VI, выравнивающая диффузия в твердом растворе подавляется и состав центральной зоны зерна приближается к концентрации Сн — составу твердой фазы при температуре начала кристаллизации, а периферия зерна при V2 принимает концентрацию равновесной точки предельной растворимости Сп. Для большинства сплавов скорость 2 соответствует нескольким градусам или десятка градусов в минуту. При этом достигается максимальная степень дендритной ликвации. Ширина зоны кристалла с концентрацией Сп и близкой к ней мала (несколько микрометров) остальная же часть зерна имеет концентрацию, равную Сн. При сверхбольших скоростях охлаждения (сотни тысяч градусов в секунду) происходит бездиффузионная кристаллизация,, а дендритная ликвация не наблюдается. [c.30] По экспериментальным значениям микротвердости и параметров а, с для литого и закаленного состояний рассчитана средняя концентрация алюминия в твердом растворе (рис. 13). Из полученных данных видно, что при содержании в сплаве 8% Л1 в твердом растворе его концентрация составляет всего 4%. Однако среднее содержание легирующего компонента в твердом растворе непостоянно и зависит от условий литья. В зависимости от температуры расплава и формы, толщины образца, параметров прессования меняется скорость охлаждения. Экспериментальные данные, представленные ниже, свидетельствуют о том, что уменьшение скорости кристаллизации изменяет содержание алюминия в твердом растворе. Однако это не означает, что меняется степень внутрикристаллической ликвации. Перепад концентраций между центром зерна и узким периферийным слоем постоянен и равен Сп—Сн, изменяется же характер распределения второго компонента рис. 14) [34]. [c.32] Таким образом, микроструктуру сплавов, отлитых под давлением, необходимо определять по неравновесной диаграмме состояния в зависимости от параметров литья. Рассмотренный характер изменения структуры аналогичен и для сплавов систем Мд—2п, Мп—РЗМ, Мд—С(1 и др. [c.32] Микроструктуры отлитых под давлением промышленных сплавов подтверждают выводы, сделанные при исследовании двойных сплавов. [c.32] Вернуться к основной статье