Study of evolution of microstructure and mechanical properties in aluminum alloy 1570 with the addition of 0.5 % hafnium

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 26 No. 1 2024 115 MATERIAL SCIENCE ими когерентности [13, 31]. Поэтому особенный интерес представляет изучение влияния гафния на частицы Al3Sc на примере промышленных высокомагниевых сплавов. Для сплава 1570 были проведены исследования влияния 0,5 % гафния в литом состоянии. Было установлено, что легирование данного сплава 0,5 % гафния способствует модификации литой структуры, а также приводит к полному прекращению прерывистого распада пересыщенного скандием алюминиевого раствора [32, 33]. Стоит отметить, что прерывистый распад при остывании слитка представляет собой негативный процесс, в ходе которого формируются иглообразные выделения Al3Sc [34–36]. Эти частицы, как правило, являются полукогерентными алюминиевой матрице и не вносят такого большого вклада в упрочнение, как равноосные дисперсные фазы, образующиеся при термической обработке. В то же время прерывистый распад приводит к тому, что в алюминиевом пересыщенном твердом растворе не остается скандия, необходимого для формирования наночастиц Al3Sc при последующей термомеханической обработке [12, 34]. Учитывая способность 0,5 % гафния останавливать прерывистый распад, целесообразно исследовать, какое влияние будет оказывать эта добавка не только на микроструктуру и механические свойства сплава 1570 в литом состоянии, но и при последующей термомеханической обработке. Необходимо отметить, что большинство изделий, получаемых из сплава 1570, являются тонкостенными и изготавливаются из листовой продукции, которая в зависимости от требуемых свойств поставляется в отожженном или холоднокатаном состоянии. Именно поэтому наиболее целесообразно исследовать влияние 0,5 % гафния на микроструктуру и механические свойства сплава 1570 после этих видов обработки. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: исследовать формирование наночастиц при гомогенизационном отжиге сплава 1570, так как их размер и количество будут определять структуру и свойства сплава на последующих этапах термомеханической обработки, кроме того, необходимо изучить влияние 0,5 % гафния на механические свойства и зеренную структуру в холоднокатаном и отожженном состояниях. Методика исследований В качестве объекта исследования были выбраны сплав 1570 и его вариант с добавлением 0,5 % гафния, их химический состав приведен в табл. 1. Сплавы получали в лаборатории в индукционной печи УИ-25П. Слитки имели размеры 20×40×400 мм и отливались в стальной кокиль с водяным охлаждением при температуре расплава 720–740 °С. Технология получения образцов Литье слитков Вес слитков составил 5 кг, для каждого химического состава было отлито три слитка. Для этого были использованы алюминий марки A85, магний марки MG90, а также лигатуры Al-Sc2, Al-Zr5, Al-Hf2 и таблетки Mn90Al10. Спектральный метод исследования на атомно-эмиссионном спектрометре ARL 3460 позволял определить содержание элементов по ГОСТ 25086, ГОСТ 7727, ГОСТ 3221, ASTM E 716 и ASTM E 1251. Необходимая концентрация исходных материалов с гафнием была рассчитана теоретическим путем, поскольку на данный момент ГОСТ по работе с гафниевыми добавками не разработан. После затвердевания слитка его извлекали из кокиля и затем охлаждали в воде. Т а б л и ц а 1 Ta b l e 1 Химический состав исследуемых сплавов, % Chemical composition of the studied alloys, % Cплав Al Si Fe Mn Mg Ti Zr Sc Hf 1570 осн. 0,17 0,26 0,4 6,1 0,03 0,07 0,25 – 1570-0,5Hf осн. 0,15 0,32 0,42 6,36 0,01 0,04 0,2 0,52

RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1