Obrabotka Metallov 2014 No. 2

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 2 (63) 2014 109 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Т а б л и ц а 1 Влияние обработки расплава влажными асбестовыми тампонами на содержание водорода и размер структурных составляющих силуминов с 3–15 % кремния Сплав Способ приготовления Размер структурных составляющих, мкм Содержание водорода [Н], см 3 /100 г Ме Первичные кристаллы кремнистой фазы Дендриты твердого раствора Эвтектический кремний округлой формы игольчатой формы Al-3 % Si Обычный – 62…415 0,5…2,4 – 1,2 Обработка расплава – 91…257 0,4…3,8 – 1,7 Al-5 % Si Обычный – 120…1433 0,5…2,8 – 1,3 Обработка расплава – 115…304 1,8…18,4 – 1,9 Al-7 % Si Обычный – 77…549 0,5…4,0 – 1,3 Обработка расплава – 186…1240 0,3…3,1 – 2,6 Al-11 % Si Обычный – 183…1592 1,6…4,2 12,3…75,0 1,4 Обработка расплава 8,7…22,3 216…1957 1,7…4,3 18…61 2,1 Al-15 % Si Обычный 12…170 133…441 0,2…1,9 34…87 1,6 Обработка расплава 79…190 214…315 0,4…2,3 12,3…57,9 2,4 расплава приводит к диспергированию дендри- тов α-твердого раствора и увеличению размеров эвтектического кремния. Обработка расплава Al-7 % Si, напротив, способствует увеличению размеров дендритов α-твердого раствора (рис. 1, б , г , е и табл. 1). Возможно, это связано с тем, что в отличие от сплавов Al-3 % Si и Al-5 % Si наводороживание сплава Al-7 % Si по изученно- му режиму резко увеличило содержание водоро- да в нем по сравнению с исходным уровнем (см. табл. 1), что привело к так называемому эффекту перемодифицирования [1]. Установлено, что наводороживание усилива- ет неравновесность структуры, которая обуслов- лена кристаллизацией в металлический кокиль. Наиболее ярко это проявляется для сплавов Al-7 % Si и Al-11 % Si. После обработки распла- ва у силумина с 7 % кремния наблюдается от- клонение от нормальной структуры, проявляю- щееся в увеличении объемной доли эвтектики, присутствии внутри дендритов α-твердого рас- твора игл кремния и скелетообразных кристал- лов железосодержащей фазы (рис. 1, е ). Наводороживание сплава Al-11 % Si способ- ствует росту дендритов α-твердого раствора и диспергированию эвтектического кремния иголь- чатой формы (см. табл. 1). Кроме того, в структу- ре в небольшом количестве появляются мелкие первичные кристаллы кремнистой фазы, а также расширяется область с мелкодисперсным строе- нием эвтектики в центре образца (рис. 2, б ). Обработка расплава влажными асбестовы- ми тампонами способствует росту кристаллов кремнистой фазы в структуре заэвтектическо- го сплава Al-15 % Si, наблюдающихся в местах скопления дендритов α-твердого раствора, дис- пергированию дендритов α-твердого раствора и эвтектического кремния игольчатой формы (рис. 2, г и табл. 1). Как видно из приведенных данных, модифи- цирующее действие водорода проявляется по- разному в зависимости от содержания кремния: в структуре доэвтектических силуминов проис- ходит диспергирование дендритов α-твердого раствора, в эвтектических и заэвтектических силуминах диспергируется в первую очередь кремний, входящий в состав эвтектики, а также увеличивается объемная доля эвтектики. Ранее [14] нами было установлено, что такие технологические факторы, как обработка ших- ты и расплава, могут способствовать снижению ТКЛР силуминов. В связи с этим на следующем