Obrabotka Metallov 2012 No. 4

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 4 (57) 2012 46 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Si–49 %Al после нагрева в интервале 20...350 °С. Нагрев проводился в течение 10 ч, образцы охлаждались на воздухе. Результаты, представ- ленные на рис. 1, наглядно показывают, что все изученные режимы термической обработки, кро- ме нагрева при 200...250 °С, создают аномалию по сравнению с литым состоянием. Видно, что любой режим нагрева сплава, об- работанного доломитом, увеличивает α, и только нагрев при 250 °С приводит к снижению α при t исп = 300...450 °С. Следует отметить, что в этом слу- чае появляется возможность получения довольно низких значений ТКЛР (α = 7,5–8,5 · 10 –6 К –1 при t исп = 400...450 °С). При изучении микроструктуры и измерении твердости установлено, что после нагрева при 200...250 °С травимость выделений кремнистой фазы увеличивается, а общая твердость сплава уменьшается с 430 до 270 НВ. Такое изменение твердости указывает на возможность растворе- ния выделений кремнистой фазы, что может в последующем оказаться важным для проведения пластической деформации. В связи с этим изучалось влияние темпера- туры закалки на микроструктуру и тепловое расширение. Нагрев под закалку проводили при температурах 500, 550 и 600 °С в течение 1 ч с последующим охлаждением в воде. Результаты определения ТКЛР представлены на рис. 2. Наи- большему разложению кремнистой фазы соот- ветствует наибольшая аномалия ТКЛР при t исп = = 200–300 °С и снижение его при t исп = 350– 450 °С. Эти результаты были дополнены нагре- вом образцов при температуре 600 °С в течение 1, 2 и 3 ч. Согласно диаграмме состояния Al–Si температура 600 °С означает выход в твердо- жидкое состояние, однако в связи с большим ко- личеством кремнистой фазы сплав в течение это- го времени сохранял монолитность. Кремнистая фаза после трехчасовой выдержки наиболее рас- травлена, что указывает на снижение ее корро- зионной стойкости в одном и том же травителе. Разложение кремнистой фазы привело к обще- му увеличению содержания водорода в сплаве, которое достигало значений 5,86...6,05 см 3 /100 г металла. Естественно, что скорость охлаждения с одной и той же температуры нагрева определя- ет величину избыточного количества водорода. Наибольшую аномалию ТКЛР имеют образцы, охлажденные в воде (рис. 3). На основании ука- Рис. 1 . Влияние предварительного нагрева (τ =10 ч, воздух) на линейное расширение сплава Si–49 %Al (обработка расплава CaCO 3 ·MgCO 3 ): – ♦ – без т/о; – ■ – 100 °С; – ▲ – 150 °С; – ∆ – 200 °С; – ● – 250 °С; – ○ – 300 °С; – □ – 350 °С Рис. 2 . Влияние температуры нагрева под закалку на линейное расширение сплава Si – 49 %Al (τ = 1 ч, вода): – ♦ – без т/о; – ■ – 500 °С; – ▲ – 550 °С; – ∆ – 600 °С