2. Побочные структурные изменения

Одновременно с основными структурными изменениями, рассмотренными выше и составляющими сущность гомо­генизации, могут протекать побочные изменения структу­ры, которые необходимо учитывать прн выборе режима термической обработки.

Рост зерна. В сплаве, испытывающем полиморфное превращение, при гомогенизации в области высокотемпера­турной фазы может вырасти крупное зерно. Так, при го- могенизационном отжиге легированных сталей, который проводят при высоких температурах, вырастает крупное аустенитное зерно. В слитках это зерно измельчается при последующей обработке давлением, а фасонные отливки из легированной стали для устранения нежелательных по­следствий перегрева приходится после гомогенизационного отжига подвергать отжигу 2-го рода или нормализации для измельчения зерна (см. § 25).

Коагуляция избыточных фаз. Если сплав в равновесном состоянии не должен быть однофазным, из­быточные фазы, которые не способны полностью раство­риться при температуре гомогенизации, могут коагулиро­

вать и округляться с увеличением длительности отжига. Например, в алюминиевых сплавах разветвленные кри­сталлы силицида Mg₂Si, полностью не переходящего в твер­дый раствор, при достаточно высоких температурах отжига становятся более компактными. Подобным образом изме­няется форма некоторых избыточных фаз в легированных сталях.

Гетерогенизация структуры. Для перевода неравновесного избытка фаз в твердый раствор выбира­ют такую температуру гомогенизационного отжига, чтобы в металле-основе растворимость компонентов, входящих в избыточные фазы, была высокой. В многокомпонентном сплаве при этой температуре может оказаться низкой ра­створимость компонентов, которые не входят в избыточные неравновесные фазы и находятся после кристаллизации в основном твердом растворе. Тогда при гомогеиизационном отжиге будут одновременно протекать два процесса: раст­ворение неравновесного избытка фаз в ненасыщенном по отношению к ним твердом растворе, т.е. собственно гомо­генизация сплава, и выделение других фаз из пересыщен­ного по отношению к ним твердого раствора, т.е. гетероге­низация структуры. Такая' гетерогенизация играет важную роль при гомогеиизационном отжиге многих алюминиевых сплавов.

Большинство алюминиевых сплавов содержит марга­нец, некоторые — цирконий и хром. Эти элементы при бы­строй кристаллизации слитков непрерывного литья и тон­костенных отливок полностью или частично входят в твер­дый раствор на базе алюминия. Эвтектическая или перитектическая температура в соответствующих двойных системах близка к точке плавления алюминия (в системе А1 — Мп 658 °С; А1 — Zr 660,5 °С; At — Сг 661,4 °С). Тем­пература гомогёйизационного отжига слитков алюминие­вых сплавов (450—550°С) значительно ниже указанных температур эвтектического и перитектического равновесия, при которых наблюдается предельная растворимость рас­сматриваемых элементов, и их равновесная растворимость при 450—550 °С намного меньше предельной. Так, в двой­ных системах растворимость при эвтектической или пери- тектической температуре и при температуре 500 °С соответ­ственно составляет 1,4 и 0,34 % Мп; 0,28 и 0,05 % Zr; 0,72 и 0,19 % Сг. Поэтому при гомогеиизационном отжиге слит­ков из пересыщенного марганцем, хромом и цирконием твердого раствора выделяются интерметаллиды, содержа­щие соответствующие элементы.

Гетерогенизация структуры при гомогеиизационном от­жиге может сильно влиять на поведение сплава при после­дующей обработке и на свойства изделий. Например, рас­пад пересыщенного марганцем, хромом и цирконием алюминиевого раствора при гомогеиизационном отжиге слитков может сказаться на величине пресс-эффекта (см.

§ 58). Дисперсные алкжиниды этих переходных металлов повышают температуру начала рекристаллизации сплава. Если она окажется выше температуры нагрева под закал­ку, то деформированный полуфабрикат после полной тер­мической обработки получается в нерекристаллизованном состоянии и поэтому с повышенной прочностью. Высокая \ температура и большие выдержки при гомогеиизационном ? отжиге слитков обусловливают коагуляцию продуктов рас­пада пересыщенного раствора, и плотность выделений алю- „ минидов уменьшается. В результате снижается температур ра начала рекристаллизации деформированных полуфаб-’ рикатов, и если она окажется ниже температуры нагрева под закалку, то пресс-эффект (повышенная прочность не- рекристаллизованного материала) не проявится. Таким ]