Микроструктура и микротвердость сплава Al – Si, легированного Mg, Mn, Fe, Ni, Cu, при высокоскоростном затвердевании

Abstract

Исследовано влияние высокоскоростного затвердевания на микроструктуру, зеренную структуру, текстуру и микротвердость сплавов системы Al – Si, легированных металлами. Показано, что при постоянстве элементного состава по толщине фольга имеет слоистую микроструктуру, которая формируется в результате различных условий затвердевания. Установлено, что в слое, прилегающем к кристаллизатору, затвердевание протекает с образованием наноразмерных частиц двух видов: глобулярных частиц кремния, средний размер которых составляет 110 нм, и неглобулярных частиц, содержащих металлы и имеющих размер до 30 нм. Проанализированы причины повышения микротвердости сплава за счет дополнительного торможения скользящих дислокаций на некогерентных частицах по механизму Орована в зависимости от объемной доли кремния. Отмечена возможность увеличения микротвердости силумина, легированного металлами, до 2 ГПа, что в 4 раза превышает микротвердость литого силумина, полученного при квазиравновесном затвердевании. Разработанные сплавы являются перспективным исходным материалом для порошковой металлургии при изготовлении изделий прессованием.