Кулініч А.А., Горєлкін Д.М.

(НТУУ «КПІ»)

E-mail: kulinichkpiiff@mail.ru

Ливарні сплави системи Аl-Mg, до яких належить сплав АМг10, мають високий рівень корозійної стійкості, добру зварюваність і використовуються в різних отраслях промисловості для отримання деталей які працюють у вологій атмосфері, в прісній і морській воді. Для розширення галузей використання ливарних сплавів системи Аl-Mg  бажано стабілізувати та підвищити рівень їх механічних і ливарних властивостей.

Одним з можливих варіантів  підвищення рівня властивостей даних сплавів є модифіквання їх карбідами перехідних металів. Але для промислових магналіїв дане питання потребує додаткового вивчення. Перспективним виглядає комплексне мікролегування даного сплаву компонентами які б підвищували властивості сплаву як при кімнатних так і при підвищених температурах. Одним з таких компонентів може слугувати тантал, але ефективність його мікролегування в поєднанні з добавками вуглецю і титану потребує експериментальної перевірки.

Мета даної роботи – встановити вплив добавок вуглецю, титану і танталу на структуру, механічні та ливарні властивості промислового сплаву АМг10.

Плавки проводили в лабораторній  печі опору в  графітошамотному тиглі. Використовували наступні шихтові матеріали: алюміній марки А99, лігатури Al-Mg, Al-Zr, Al-Be, Al- Ti, АlС0,9Ті0,8 (вміст вуглецю – 0,9 %, титану – 0,8 %).

Стандартні зразки діаметром 10 мм сплаву АМг10, мікролегованого вуглецем, титаном та танталом,  піддавали термічній обробці за режимом Т4 (нагрів зразків в муфельних печах електроопору до температур 430 ± 10 °С, витримка при цій температурі протягом 20 г, гартування у воду підігріту до 80…90 °С) і після цього вимірювали рівень механічних властивостей (тимчасовий опір розриву, межу плинності, відносне видовження).

Серед ливарних властивостей вимірювали рідкотекучість за допомогою метода пруткової проби та схильність сплавів до утворення гарячих тріщин в виливках за допомогою метода встановлення гарячеламкості по ширині кільця. В обох випадках температура заливки розплаву дорівнювала 700 °С.

Експериментально встановлено, що при сумісному введенні в досліджуваний сплав танталу вмістом 0,1 % та лігатури АlС0,9Ті0,8 вмістом 0,4 % рівень механічних властивостей сплаву досягає наступних значень:      s_b = 415 МПа, d = 21,0 % (значення тимчасового опору розриву підвищуються на 95 МПа або на 30 %, значення відносного видовження підвищуються на 9 од. або на 70 %), розмір зерна зменшується з 241 до 86 мкм (або на 64 %).

Покращуються також і ливарні властивості сплаву: рідкотекучість (пруткова проба) підвищується з  270,0 мм до 320,0 мм (або на 18 %), показник гарячеламкості (ширина кільця) знижується з 12,5 мм до 12,0 мм).

Перспектива подальших досліджень у даному напрямку полягає у встановлені впливу мікролегування вуглецем, титаном і танталом на структуру і властивості даного сплаву після тривалого природного старіння та на характеристики жароміцності.