Микроструктура заэвтектического силумина при высокоскоростном затвердевании

Abstract

Представлены результаты исследования микроструктуры сплавов Al-20,1Si-0,2Fe и Al-21,3Si-0,8Mg-0,5Fe-0,3Mn-0,6Ni-1,4Cu (значения концентрации у элементов даны в масс. %), полученных методом сверхбыстрой закалки из расплава. Показано, что фольга имеет двухслойную микроструктуру, которая формируется в результате изменения условий затвердевания. Обнаружена ликвация кремния по толщине фольги, приводящая к пониженной концентрации кремния в слое фольги, прилегающем к кристаллизатору, и его выделению на границе слоев. Предложен механизм формирования слоистой микроструктуры на основе локально-неравновесной теории кристаллизации. Проведен расчет неравновесного коэффициента растворимости при высокоскоростном затвердевании с учетом зависимости объемной и поверхностной скорости диффузии кремния в расплаве Al–Si от концентрации Si. Показано удовлетворительное соотношение результатов расчета и экспериментальных данных. Дано объяснение куполообразной формы границы слоев с различной микроструктурой основанное на анализе морфологии поверхности фольги, прилегающей к кристаллизатору