ВЛИЯНИЕ СКАНДИЯ НА ФАЗОВЫЙ СОСТАВ И УПРОЧНЕНИЕ ЛИТЕЙНЫХ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ СИСТЕМЫ Al–Ca–Si
https://doi.org/10.17073/0021-3438-2016-5-61-68
Аннотация
С использованием расчетных (Thermo-Calc) и экспериментальных (оптическая и электронная сканирующая микроскопия, микрорентгеноспектральный анализ) методов изучен фазовый состав системы Al–Ca–Si–Sc в области алюминиевых сплавов. Исследовано влияние отжига в диапазоне до 550 °C на структуру и твердость сплавов, содержащих 0,3 % Sc. Показано, что максимум упрочнения, обусловленного выделением наночастиц фазы Al3Sc (L12), достигается после отжига при температурах 300–350 °C в сплавах, попадающих в фазовую область (Al) + Al4Ca + Al2Si2Ca ((Al) – твердый раствор на основе алюминия). В сплавах данной области скандий полностью входит в состав (Al), а концентрация кремния в нем минимальна. С другой стороны, в сплавах из фазовой области (Al) + (Si) + Al2Si2Ca упрочнение практически отсутствует. Обоснована принципиальная возможность создания литейных сплавов на базе эвтектики (Al) + Al4Ca + Al2Si2Ca, упрочняемых без закалки.
Ключевые слова
система Al–Ca–Si–Sc,
скандий,
МРСА (РСМА),
фазовый состав,
кальций,
эвтектика,
наночастицы Al3Sc,
упрочнение
Об авторах
Н. А. Белов
Инжиниринговый центр «Литейные технологии и материалы» (ИЦ «ЛТМ») НИТУ «МИСиС» (119049, г. Москва, Ленинский пр-т, 4).
Россия
докт. техн. наук, профессор кафедры литейных технологий и художественной обработки материалов (ЛТиХОМ) НИТУ «МИСиС», зам. директора Инжинирингового центра «Литейные технологии и материалы» (ИЦ «ЛТМ») НИТУ «МИСиС» (119049, г. Москва, Ленинский пр-т, 4).
Россия
докт. техн. наук, профессор кафедры литейных технологий и художественной обработки материалов (ЛТиХОМ) НИТУ «МИСиС», зам. директора Инжинирингового центра «Литейные технологии и материалы» (ИЦ «ЛТМ») НИТУ «МИСиС» (119049, г. Москва, Ленинский пр-т, 4).
Е. А. Наумова
МГТУ им. Н.Э. Баумана (105005, г. Москва, 2-я Бауманская ул., д. 5, стр. 1).
Россия
канд. техн. наук, доцент кафедры материаловедения МГТУ им. Н.Э. Баумана
Россия
канд. техн. наук, доцент кафедры материаловедения МГТУ им. Н.Э. Баумана
В. В. Дорошенко
Инжиниринговый центр «Литейные технологии и материалы» (ИЦ «ЛТМ») НИТУ «МИСиС» (119049, г. Москва, Ленинский пр-т, 4).
Россия
магистрант кафедры ЛТиХОМ, инженер ИЦ «ЛТМ» НИТУ «МИСиС».
Россия
магистрант кафедры ЛТиХОМ, инженер ИЦ «ЛТМ» НИТУ «МИСиС».
Т. А. Базлова
Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», г. Москва (119049, г. Москва, Ленинский пр-т, 4).
Россия
канд. техн. наук, доцент кафедры ЛТиХОМ НИТУ «МИСиС»
Россия
канд. техн. наук, доцент кафедры ЛТиХОМ НИТУ «МИСиС»
Список литературы
1. Toropova L.S., Eskin D.G., Kharakterova M.L., Dobatkina T.V. Advanced aluminum alloys containing scandium: structure and properties. Amsterdam: Gordon and Breach Science Publishers, 1998.
2. Royset J., Ryum N. Scandium in aluminum alloys // Int. Mater. Rev. 2005. Vol. 50. No. 1. P. 19—44.
3. Filatov Yu.A. Deformable Al—Mg—Sc alloys and possible regions of their application // J. Adv. Mater. 1995. No. 5. P. 386—390.
4. Filatov Yu.A., Yelagin V.I., Zakharov V.V. New Al—Mg—Sc alloys. II // Mater. Sci. Eng. 2000. Vol. A280. P. 97—101.
5. Елагин В.И., Захаров В.В., Ростова Т.Д., Филатов Ю.А. Закономерности легирования алюминиевых сплавов скандием // Вестник ноу-хау. 1993. No. 2 (вып. 1). С. 62—66.
6. Елагин В.И., Захаров В.В., Ростова Т.Д., Филатов Ю.А. Некоторые металловедческие принципы легирования, технологии производства и термической обработки алюминиевых сплавов, содержащих скандий // Вопр. авиац. науки и техники. Сер. Технол. легких сплавов. 1989. Вып. 9. С. 27—34.
7. Филатов Ю.А., Елагин В.И., Захаров В.В. Перспективы применения свариваемых сплавов системы Al—Mg—Sc // Технол. легких сплавов. 1997. No. 5. С. 8—10.
8. Золоторевский В.С., Белов Н.А. Металловедение литейных алюминиевых сплавов. М.: МИСиС, 2005.
9. Белов Н.А., Савченко С.В., Белов В.Д. Атлас микроструктур промышленных силуминов. М.: Изд. дом МИСиС, 2009.
10. Mondolfo L.F. Aluminum alloys: Structure and properties. London/Boston: Butterworths, 1976.
11. Наумова Е.А., Белов Н.А., Базлова Т.А. Влияние термообработки на структуру и упрочнение литейного алюминиевого эвтектического сплава Al9Zn4Ca3Mg // Металловедение и терм. обраб. металлов. 2015. No. 5. С. 30—36.
12. Наумова Е.А., Белов Н.А. Высокопрочный литейный алюминиевый сплав на основе системы Al—Ca—Zn—Mg // Новости материаловедения. Наука и техника: Науч. электрон. журн. 2014. No. 6.
13. Belov N.A., Alabin A.N., Naumova E.A., Matveeva I.A. Effect of scandium on structure and hardening of Al—Ca eutectic alloys // J. Alloys Compd. 2015. Vol. 646. P. 741—747.
14. Белов Н.А., Наумова Е.А., Базлова Т.А., Алексеева Е.В. Структура, фазовый состав и упрочнение литейных алюминиевых сплавов системы Al—Ca—Mg—Sc // Физика металлов и металловедение. 2016. Т. 117. No. 2. С. 196—203.
15. Belov N.A., Alabin A.N., Eskin D.G., Istomin-Kastrovskiy V.V. Optimization of hardening of Al—Zr—Sc casting alloys // J. Mater. Sci. 2006. Vol. 41. P. 5890—5899.
16. Marquis E.A., Seidman D.N. Nanoscale structural evolution of Al3Sc precipitates in Al (Sc) alloys // Acta Mater. 2001. Vol. 49. P. 1909—1919.
17. Costa S., Puga H., Barbosa J., Pinto A.M.P. The effect of Sc additions on the microstructure and age hardening behaviour of as cast Al—Sc alloys // Mater. Design. 2012. Vol. 42. P. 347—352.
Рецензия
Для цитирования:
Белов Н.А., Наумова Е.А., Дорошенко В.В., Базлова Т.А. ВЛИЯНИЕ СКАНДИЯ НА ФАЗОВЫЙ СОСТАВ И УПРОЧНЕНИЕ ЛИТЕЙНЫХ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ СИСТЕМЫ Al–Ca–Si. Известия вузов. Цветная металлургия. 2016;(5):61-68. https://doi.org/10.17073/0021-3438-2016-5-61-68
For citation:
Belov N.A., Naumova E.A., Doroshenko V.V., Bazlova T.A. Effect of scandium on phase composition and hardening of Al–Ca–Si system casting aluminum alloys. Izvestiya. Non-Ferrous Metallurgy. 2016;(5):61-68. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/0021-3438-2016-5-61-68
Просмотров:
729
Послать статью по эл. почте 