ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 26 № 1 2024 106 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Рис. 3. Зависимость размера зерна от количества легирующих компонентов на образцах, отлитых в стальной и медный кокиль Fig. 3. Dependence of grain size on the amount of alloying components (on specimens cast into a steel and copper chill molds) Анализ описанных результатов позволяет заключить, что основным модификатором в первую очередь является гафний. Например, при содержаниях Hf 0,05, 0,1 и 0,16 % рост содержания Er c 0,03 до 0,16 % уменьшает размер зерна всего на 191, 76 и 36 мкм соответственно. В то же время рост содержания гафния с 0,05 до 0,16 % позволяет в среднем уменьшить размер зерна с 181 на 64 мкм. Однако, самое главное, гафний позволяет изменить тип зеренной структуры на равноосную. Это объясняется действием интерметаллидов Al3Sc, содержащих в себе также цирконий и гафний и способных к модификации литой структуры (см. рис. 1, г). Их способность к измельчению зерна объясняется следующим: во-первых, в отличие от остальных найденных интерметаллидов они формируются в жидкой фазе до кристаллизации алюминиевого твердого раствора, а во-вторых, имеют параметры кристаллографической решетки, близкие к параметрам алюминиевой матрицы [9]. Это в итоге дает им возможность выступать зародышами новых зерен, состоящих из алюминиевого твердого раствора. Отметим, однако, что данные интерметаллиды были обнаружены только в сплаве 1590Er0,16Hf0,16. Это связанно с тем, что эти интерметаллиды достаточно мелкие, около 1 мкм, поэтому поиск и идентификация их с помощью СЕМ составляет определенную трудность. Об их наличии можно судить по косвенному признаку, а именно по тому, что дендритная структура переходит в равноосную. Отметим также, что уменьшение зерна без изменения типа структуры с дендритной на равноосную происходит по мере увеличения концентрации гафния с 0,05 до 0,1 % и эрбия с 0,03 до 0,16 %. Это может быть объяснено тем, что увеличение концентрации переходных элементов, в особенности гафния, может также способствовать измельчению зерна благодаря повышению переохлаждения между жидкостью и зародышами твердой фазы [24]. Из рис. 3 видно, что при отливке образцов в стальной кокиль размер зерна меньше в два раза, чем при отливке в медный. Объясняется это тем, что с увеличением скорости кристаллизации переходные металлы не успевают выделиться в виде первичных интерметаллидов и остаются в пересыщенном твердом растворе, что подтверждается в [31]. В указанной работе показано, что с увеличением скорости кристаллизации алюминиевого сплава с добавками циркония первич-
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1