OBRABOTKAMETALLOV Vol. 26 No. 1 2024 107 MATERIAL SCIENCE ные интерметаллиды типа Al3Zr не образуются. Сам цирконий при этом остается в пересыщенном твердом растворе. Такой же эффект выявлен в нашем случае в сплавах с содержанием гафния и эрбия, за исключением 1590Er0,16Hf0,16, в котором были обнаружены первичные интерметаллиды [21], близкие Al3(ZrScHf). Чтобы объяснить явление, при котором большинство переходных элементов переходит в пересыщенный твердый раствор при высоких скоростях литья, возьмем диаграмму состояния «алюминий – скандий» (рис. 4) в качестве наглядного примера. В области, богатой алюминием, существует эвтектическое взаимодействие, представленное точкой E на диаграмме, которое включает равновесие Ж↔ ((Al) +Al3Sc) при температуре 655 °C и содержании скандия 0,55 % по массе. По мере того как скорость охлаждения сплавов на основе алюминия увеличивается до 10 °С/с, становится очевидным заметный сдвиг температуры эвтектического взаимодействия по сравнению с равновесными условиями, приводящий к температуре 651 °C. Кроме того, содержание Sc, при котором становится возможным образование первичных интерметаллических соединений, обозначенное точкой E’ на диаграмме, увеличивается до 0,8 масс.% [33]. Таким образом, с увеличением скорости кристаллизации в сплавах, где наблюдается дендритная структура, возрастает концентрация скандия, циркония, гафния и эрбия, необходимая для формирования первичных интерметаллидов, поэтому содержания перечисленных переходных элементов для появления подобных частиц становится недостаточно. Выводы 1. Рост содержания эрбия и особенно гафния способствует измельчению зерна. Однако замена дендритной структуры на равноосную происходит, только если содержание гафния достигает значения 0,16 %. Это связанно с тем, что вначале измельчение происходит за счет переохлаждения между зародышами твердой и жидкой фазы. Когда содержание гафния достигает 0,16 %, в жидкости начинают появляться первичные интерметаллиды, что и усиливает эффект измельчения, приводя к модификации литой структуры. 2. Во всех сплавах обнаружены интерметаллиды эвтектического происхождения, близкие к Al8(FeMn), Al12(FeMn) и MgSi2, которые не оказывают влияния на модификацию литой структуры. Первичные интерметаллиды типа Al3Sc обнаружены только в сплаве 1590Er0,16Hf0,16; об их присутствии в других сплавах, содержащих 0,16 % гафния, можно судить по косвенным признакам, а именно по измельчению литой структуры. Отсутствие следов этих интерметаллидов можно объяснить прежде всего тем, что в данных сплавах они имеют относительно небольшой размер, что затрудняет их обнаружение и идентификацию методами сканирующей микроскопии. 3. Повышение скорости кристаллизации в сплаве 1590 увеличивает размер зерна при любом содержании эрбия и гафния. Это связано прежде всего с тем, что увеличение скорости литья повышает концентрацию переходных элементов, необходимую для образования в жидкости первичных интерметаллидов, играющих роль модификатора зерна. Рис. 4. Диаграмма состояния «алюминий – скандий» [32] Fig. 4. Aluminum-scandium phase diagram [32]
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1