Obrabotka Metallov 2018 Vol. 20 No. 2

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 20 No. 2 2018 65 MATERIAL SCIENCE расплава путем введения гидрида лития и выста- ивания в атмосфере водяного пара. Модифицирование фосфористой медью в ко- личестве 0,1…0,2 % от массы расплава осущест- вляли при 1000 °С. Комплексное модифициро- вание расплава фосфористой медью и гидридом лития в количестве 0,1 % от массы расплава про- водили при температуре 850…900 °С. Сначала вводили фосфористую медь, затем расплав об- рабатывали гидридом лития. Однако введение его в расплав сопровождалось пироэффектами, а также выбросами металла, вероятность и интен- сивность которых возрастают при повышении температуры расплава. Наиболее технологично наводороживание расплава за счет выстаивания его в атмосфере водяного пара, которое осуществляли следую- щим образом. В закрытую печь через фарфоро- вую трубку на поверхность расплава каплями подавалась вода. При попадании на поверхность жидкого металла вода превращалась в пар, во- дяной пар разлагался по реакции H 2 O → 2H + O, что приводило к насыщению расплава водоро- дом. Влажность пара составляла 100…200 г/см 3 при нормальном давлении, поэтому наводоро- живание расплава определялось его температу- рой и временем обработки. Использование пред- ложенной методики при обычных температурах плавки (до 1000 °С) позволяет изменять содер- жание водорода в отливках, залитых в кокиль от 0,1 до 10 см 3 /100 г металла. Для исследований был выбран режим выстаивания в атмосфере во- дяного пара при 920 °С в течение 15…45 мин. После обработки расплав выдерживали в течение 10…15 мин и заливали в холодный алюминиевый кокиль (скорость охлаждения ~10…30 °С/с). Контроль температуры рас- плава проводили термопарами: в интервале 600…1100 °С хромель-алюмелевой, а в интерва- ле 1100…1400 °С вольфрам-рениевой. Пластическую деформацию изучаемых спла- вов осуществляли свободной ковкой и прокат- кой. Прокатку проводили на лабораторном одно- клетьевом двухвалковом реверсивном стане с диаметром валков 130 мм и скоростью прокат- ки 0,5 м/с. Привод движения осуществляли на нижний валок с передачей вращения на верхний валок шестеренной парой. Степень обжатия ре- гулировали нажимным устройством. Мощность двигателя стана составляла 20 кВт. Образцы на- гревали до температуры 500…550 °С. Обжатие за проход, количество проходов и суммарное об- жатие изменялось в зависимости от структуры и свойств сплавов. Исходная толщина заготовок составляла 15…30 мм, конечная 1…3 мм. Ко- нечная степень деформации проката составляла: 94, 91 и 89 % для сплавов алюминия с 15, 20 и 30 % Si соответственно. Ковку исполняли на пневматическом молоте с массой падающих частей 150 кг. Нагретые до указанных температур слитки протягивали со степенью вытяжки 4 и 16, что соответствовало деформации 75 и 94 %. Термическая обработка сплавов, проводимая на разных этапах эксперимента, включала в себя смягчающий отжиг литых заготовок, нагрев под деформацию и промежуточный отжиг, а также отжиг деформированных образцов. Темпера- тура нагрева при отжиге и деформации спла- вов была примерно одинаковой и составляла 500…530 °С. Нагрев образцов осуществляли в печах типа СНОЛ. Температуру контролировали с помощью термопары хромель-алюмель. Микроструктуру сплавов изучали в литом состоянии и после пластической деформации. Для изучения литой структуры отрезали тем- плет от донной части слитков, на котором гото- вился шлиф. Структуру деформированных полу- фабрикатов изучали на шлифах, вырезанных как вдоль, так и поперек направления деформации. Изучение микроструктуры сплавов прово- дилось с помощью оптического микроскопа OLYMPUS GX-51 . Содержание атомарного водорода определя- ли на лабораторной установке В-1 методом ва- куум-нагрева в соответствии с ГОСТ 21132.1–98. Алюминий и сплавы алюминиевые. Метод определения водорода в твердом металле ва- куум-нагревом. Метод основан на экстракции водорода из анализируемого металла, нагрето- го ниже температуры плавления, в диапазоне 500…600 °С, в вакууме при остаточном давле- нии (6,65…9,31)10 –5 Па. Установка позволяет определять содержание водорода с точностью до 0,15 см 3 /100 г металла. Испытания на статическое растяжение при обычной температуре проводили на разрывной машине УММ-5 по ГОСТ 1497–84. Для испы- таний использовали образцы с рабочей частью в виде цилиндра или стержня с прямоугольным