Ливарні сплави системи Al–Mg–Zn характеризуються низькою густиною, високою корозійною стійкістю, тепло- та електропровідністю. Для розширення галузей використання даних сплавів бажано підвищити комплекс їх механічних властивостей.

Одним із перспективних методів підвищення рівня механічних властивостей даних сплавів є їх мікролегування. В даній роботі для цього використовували добавки титану і бору, введені в сплави за допомогою промислової лігатури Al–5%Ti–1%B. Дану лігатуру вводили в ливарні сплави Al–4%Mg–2%Zn та Al–7%Mg–3%Zn, що за своїм хімічним складом близькі до промислових сплавів AЦ4Мг та ВАЛ11. В дані сплави також, вводили типові добавки титану, цирконію, хрому, марганцю у кількості 0,1% кожного у вигляді подвійних лігатур Al–10% Ti, Al–10% Zr, Al–10% Cr, Al–10% Mn для підвищення рівня механічних, технологічних та корозійних властивостей. Після цього досліджували зміни структури та вимірювали механічні властивості.

В результаті проведених досліджень можно зробити висновок, що лігатура               Al–5%Ti–1%B суттєво підвищує рівень механічних властивостей досліджуваних сплавів (рис. 1, а, б).

Експериментально встановлено, що оптимальний вміст даної лігатури в сплаві       Al–4%Mg–2%Zn дорівнює 2,0% від маси сплаву, а в сплаві Al–7%Mg–3%Zn – 1,5% (рис. 1).

Рис. 1. Вплив лігатури Al–5%Ti–1%B на механічні властивості (а – міцність при розриванні, б – відносне видовження) ливарних сплавів системи Al-Mg-Zn (лиття в кокіль та наступна термічна обробка за режимом Т5)

При вмісті лігатури Al–5%Ti–1%B у кількості 2,0% від маси сплаву значення тимчасового опору розриву сплаву Al–4%Mg–2%Zn зростають з 265 до 315 МПа (на 50 МПа або на 19 %), а значення відносного видовження зростають з 8,0 до 10,0% (на 2 од. або на 29%).

При вмісті лігатури Al–5%Ti–1%B у кількості 1,5% від маси сплаву значення тимчасового опору розриву сплаву Al–7%Mg–3%Zn зростають з 362 до 402 МПа (на 40 МПа або на 11%), а значення відносного видовження зростають з 7,0 до 9,0% (на 2 од. або на 33%).

Вплив лігатури Al–5%Ti–1%B на структуру (середній розмір зерна) досліджуваних сплавів наведено на рис. 2. Із даного рисунку видно, що при введенні у сплав                    Al–7%Mg–3%Zn лігатури вмістом 1,5% розмір зерна зменшується з 50 до 28 мкм, а при введенні у сплав Al–4%Mg–2%Zn лігатури вмістом 2,0% розмір зерна сплаву зменшується з 135 до 67 мкм.

Рис. 2. Залежність розміру зерна алюмінієвого твердого розчину досліджуваних сплавів від вмісту лігатури Al–5%Ti–1%B

Механізм впливу лігатури Al–5%Ti–1%B на структуру досліджуваних сплавів полягає в тому, що дана лігатура містить частки алюмініду титану ТіАl₃ (середній розмір не більше 100 мкм) і дрібні частки дибориду титану ТіВ₂ округлої форми (середній розмір не більше 2 мкм) які, як відомо з літературних джерел, можуть бути додатковими центрами кристалізації зерен алюмінієвого твердого розчину досліджуваних сплавів під час їх кристалізації.