Obrabotka Metallov. 2016 no. 2(71)

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 2 (71) 2016 88 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ приемлемым может быть применение меди для получения легких сплавов с контролируемым тепловым расширением». Введение меди в алю- миний А7 в количестве 4…20 % создает анома- лию линейного расширения с максимумом при t исп = 300 °С (рис. 1). После резкого повышения значений ТКЛР при t исп = 400…450 °С происхо- дит плавное уменьшение его до значений, близ- ких к исходному. Большие добавки меди (30, 40 и 50 %) аномалию ТКЛР не создают, но снижают ТКЛР во всем температурном интервале испы- тания, что согласуется с результатами, получен- ными на алюминиевокремниевых и кремниевых сплавах [8, 9]. Здесь следует отметить очень важное обстоятельство, что высоколегирован- ный алюминий с кремнием и алюминий с медью (30, 40, 50 % легирующей добавки) отличаются высокой хрупкостью [10–12]. Естественно, что это затрудняет применение их для создания де- формируемых сплавов для космических аппара- тов [13, 14]. В связи с этим цель настоящей работы – ис- следование возможности уменьшения ТКЛР Рис. 1. Линейное расширение сплавов алюминия с медью сплавов алюминия с 4…20 % Cu в литом и де- формированном состояниях за счет обработки расплава и последующей термической обработ- ки. Обработка расплава заключалась в про- дувке его водяным паром в течение 30 мин при 730…750 ºС. Водяной пар был выбран как ве- щество, легко разлагающееся на поверхности жидкого металла и способное существенным образом изменять наводороженность конечно- го сплава, т. е. изменять соотношение водорода нейтрального и ионизованного (Н ± , Н + и Н - ) [15]. Методика экспериментальных исследований Для исследования осуществляли выплавку сплавов в закрытой лабораторной печи сопро- тивления в алундовом тигле. После расплав- ления алюминия А7 вводили медь М1. В ходе экспериментов варьировали количество компо- нентов. Приготовление сплавов осуществляли по методике [16]. Деформацию проводили на лабораторном прокатном стане [17]. Из полу- ченных слитков изготавливали образцы для дилатометрического исследования. ТКЛР опре- деляли с помощью дифференциального опти- ческого фоторегистрирующего дилатометра системы Шевенара в интервале температур ис- пытания 50…450 о С, погрешность определения составляла ± 0,16 · 10 –6 ,град –1 . Термическая обработка проводилась при температуре 450 и 510…520 ºС в течение 1…12 ч с последующим охлаждением в воде (за- калка). В некоторых случаях проводилась закал- ка с последующим старением. Результаты и обсуждение Обработка расплава . Продувка расплава во- дяным паром значительно снижает ТКЛР при t исп = 50…200 °С, усиливает первую аномалию при 300 ºС и вторую при 400 ºС (рис. 2). Это действие обработки расплава наиболее ярко на- блюдается для сплава Al – 10 % Cu. Сплав Al – 4 % Cu (основа промышленных дуралюминов) при обычном приготовлении не имеет второй аномалии ( t исп = 400 °С). Продувка его расплава водяным паром создает аномалию при этой тем- пературе испытания, что дает основание считать