Obrabotka Metallov 2018 Vol. 20 No. 2

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 20 No. 2 2018 67 MATERIAL SCIENCE исходит огрубление эвтектики. При комплексном модифицировании, которое заключалось в об- работке смесью Cu 3 P+LiH, формируются мелко- дисперсные КПК, размер которых не превышает 20 мкм. По сравнению с широко применяемым в промышленности способом обработки расплава Cu 3 P применение комплексного модифицирова- ния смесью Cu 3 P+LiH весьма эффективно: содер- жание водорода в сплавах увеличивается пример- но в два раза, при этом средний размер первичных кристаллов кремния уменьшается примерно в два раза, предельная степень пластической деформа- ции увеличивается в 1,1…1,4 раза. На рис. 1, г представлена микроструктура сплава Al – 20 % Si, наводороженного путем выстаивания в атмосфере водяного пара при 920 °С в течение 45 мин. Обработка расплава этим способом позволяет увеличить количество определяемого атомарного водорода до 2,3 см 3 /100 г металла и получить эвтектическую тонкодисперсную структуру, характерную для сплавов Al – 10…13 % Si. Механические характеристики сплава Al – 20 % Si, выплавленного без модифицирования, модифицированного Cu 3 P, смесью Cu 3 P+LiH и наводороженного, представлены в табл. 1. Видно, что предел прочности сплавов, подвергнутых обработке путем выстаивания в атмосфере водяного пара, увеличивается в 1,4…1,5 раза по сравнению со сплавом обычного приготовления, а относительноеудлинениевозрастаетв2…2,5раза. Столь существенное увеличение механических свойствобусловленоструктурнымиизменениями. Благодаря получению модифицированной структуры для сплавов Al – 15…30 % Si, характеризующейся резким уменьшением размеров КПК и благоприятным изменением строения эвтектики от пластинчатой к глобу- лярной, стала возможной пластическая дефор- мация исследуемых сплавов. После проведения пластической деформации, которую осуществляли путем свободной ковки и прокатки, проводили металлографические иссле- дования и механические испытания. Механиче- ские характеристики проката определяли также после проведения отжига (500 о С в течение 10 ч), который необходим для снятия внутренних напря- жений и повышения пластичности. Микроструктура слитков после деформации показана на рис. 2, а механические характери- стики – в табл. 2. Можно отметить, что горячая деформация оказывает положительное влияние на механические свойства, особенно на пластич- ность силуминов. Причиной такого повышения свойств является улучшение структуры при де- формации, прежде всего измельчение и сферо- идизация КПК и эвтектических частиц кремни- стой фазы. Таким образом, применение разработанного способа модифицирования позволяет повысить деформируемость и механические характеристи- ки заэвтектических сплавов системы Al–Si после горячей пластической деформации. При этом Т а б л и ц а 1 Ta b l e 1 Сравнительные механические свойства сплава Al – 20 % Si Comparative mechanical properties of the alloy Al – 20 % Si Способ приготовления / Method of preparation Механические характеристики / Mechanical properties Содержание водорода, см 3 /100 г Ме Предел прочности, σ В , МПа Относительное удлинение, δ, % Без обработки расплава 97 0,8 0,3 Модифицирование расплава 0,1 % Cu 3 P 134 1,6 0,7 Модифицирование расплава 0,1 % смеси Cu 3 P+LiH 147 1,5 1,5 Выстаивание расплава в атмосфере водяного пара 145 2,0 2,3