3.2 Вплив температури та часу витримки розплаву на структуру та механічні властивості ливарних сплавів системи Al-Mg

Властивості багатокомпонентних сплавів залежать від хімічного та фазового складу, структури та технологічних методів їх обробки (термічного, хімічного, фізичного, механічного) [32–50]. Тому питання легування сплавів та розробки раціональної технології повинні вирішуватися разом.

Одним з важливих чинників, що впливає на кінцеву структуру та властивості досліджуємих сплавів, є температура та час витримки розплаву [51–55].

Ці технологічні параметри можуть впливати на досліджувані сплави наступним чином:

1 Підвищення температури та часу витримки розплаву викликає підвищення швидкості окислення сплавів системи Al–Mg (швидкість окислення підвищується разом з підвищенням температури розплаву) [1, 2]. Також, при значному перегріві розплаву вище температури плавлення спостерігається значний угар магнію, який є головним легуючим елементом в досліджуваних сплавах.

2 При невеликому перегріві розплаву вище температури плавлення зберігаються активовані підложки, які можуть бути центрами кристалізації при охолодженні розплаву. При збільшенні температури перегріву кількість активованих підложок зменшується.

3 Деякий перегрів розплаву вище температури плавлення потрібен, бо при підвищенні температури розплаву швидше проходить рівномірний перерозподіл елементів в рідині та може бути усунено (коли це потрібно) “негативний” зв’язок між структурою шихти та структурою і властивостями отриманого з них сплаву.

В роботі досліджено вплив температури та часу витримки розплаву на механічні властивості сплаву АМг11. Результати досліджень представлено на рис. 3.2.

Проведені експериментальні дослідження ( рис. 3.2 ) показали, що:

1. Для сплаву АМг11 підвищення температури витримки розплаву з 640 С до 670 С (час витримки – 30 хв.) впливає на підвищення значень тимчасового опору розриву з 175 до 212 МПа (на 21 %) і значень відносного видовження з 0,8 % до 2,5 % (в 3,1 рази). Подальше підвищення температури витримки розплаву даного сплаву до 710 С призводе до зниження значень тимчасового опору розриву з 212 МПа до 177 МПа. При цьому значення відносного видовження сплаву АМг11 знижуються з 2,5 % до 1,2 %.

2. Оптимальна температура витримки розплаву даного сплаву знаходиться в межах 660 – 670 С, оптимальний час витримки розплаву в цьому температурному інтервалі становить 20 – 30 хв. Підвищення часу витримки розплаву з 30 хв. до 60 хв. знижує рівень механічних властивостей досліджуваного сплаву.

Пояснити отримані експериментальні дані можливо наступним чином: з підвищенням температури та часу витримки розплаву вище зазначених оптимальних інтервалів зменшується кількість активованих підложок, які можуть слугувати центрами кристалізації алюмінієвого твердого розчину. Це призводить до зростання розміру зерна - твердого розчину та відповідного зниження комплексу механічних властивостей досліджуваних сплавів. Також підвищення температури витримки розплаву сприяє вигоранню магнію та окисленню сплавів, що, також, знижує рівень механічних властивостей досліджуваних сплавів.

Рисунок 3.2 – Вплив температури (а, б) та часу (в, г) витримки розплаву на механічні властивості сплаву АМг11.