Вплив сумісного модифікування скандієм та цирконієм на ливарні властивості алюмінієвих сплавів системи Al–Mg–Cu

Processy litʹâ, 2020, Tom 141, №3, p.19-26

Анотація

Надійшла 15.07.2020

УДК 669.018.28:546.631:546.831

Досліджено спільний вплив добавок скандію і цирконію на міжфазну взаємодію і рідинноплиність розплавів системи Al-Mg-Cu, близьких за складом до тих, що застосовуються в якості присадних матеріалів при зварюванні листів з деформованих сплавів алюмінію. Формування структури різних зон звареного з’єднання відбувається в нерівноважних умовах. Швидкість охолодження металу шва може варіюватися в широких межах залежно від способу і режиму зварювання. Короткочасність нагріву при зварюванні призводить до особливих структурних перетворень в зоні термічного впливу, викликає знеміцнення основного металу і зниження рівня механічних властивостей в цілому. Одним із основних способів вирішення проблеми знеміцнення, при термічних впливах в процесі з’єднання алюмінієвих сплавів, є їх модифікування скандієм і цирконієм. Разом з тим, вплив цих модифікаторів на характеристики розплаву і зокрема ливарні властивості для систем алюмінієвих сплавів, що містять в якості легуючих добавок мідь і магній, вивчено недостатньо, а наявна інформація має суперечливий характер. Тоді як рідинноплинність, як здатність розплаву розтікатися і рівномірно заповнювати простір стику двох поверхонь при зварюванні, є важливою технологічною характеристикою, що дозволяє формувати тіло зварного шва без каверн і пустот. Встановлено вплив модифікування скандієм і цирконієм в кількості до 0,75 %мас. на рідинноплинність, лінійну усадку та тріщиностійкість. Показано, що загальне підвищення теплоти кристалізації пов’язане з утворенням нових фаз в наслідок модифікування, є основним чинником підвищення рідинноплинності розплаву, незалежно від підвищення його в’язкості пов’язаної з появою дисперсних включень зародків в розплаві. Істотне підвищення тріщиностійкості при комплекс-ному модифікуванні скандієм і цирконієм пов’язане з розподілом усадки виливку та кількість первинної інтерметалідної фази при доевтектичних кількостях модифікатора.