Розмір шрифту: 

Алюминиевый деформируемый сплав Д16 относится к системе Al-Сu-Mg и является наиболее распространенным представителем группы алюминиевых сплавов, применяемых в деформированном виде после обработки давлением в твердом состоянии и упрочняемых термической обработкой. Энергосберегающей прогрессивной  технологией получения листа является литье-прокатка, которая отличается от традиционного способа прокатки своеобразием процесса кристаллизации и формирования структуры. Основными упрочняющими фазами сплава Д16 являются интерметаллиды S(Al₂CuMg) и θ-СuAl₂.  По литературным данным в интервале температур 20…200 °С растворимость компонентов практически не изменяется, а полное растворение интерметаллидных фаз достигается гомогенизацией при температуре 480…500 ^оС, продолжительностью до 8 часов. Учитывая особенности процесса литья-прокатки, в работе исследовали влияние выше указанного вида термической обработки на стуктуру листа из сплава Д16 при температуре 490 ^оС, в течение  1…5 часов.

Структура поверхности листа, полученного прокаткой из жидкого состояния (рис. 1 а), представлена зернами твердого раствора алюминия (Al_α), по границам которых располагаются фазы S(Al₂CuMg) и θ-СuAl₂.

Рис. 1. Микроструктура поверхности листа при литье-прокатке, Х 200

 

Несмотря на довольно широкий диапазон изменения величины зерна Al_α от 15 мкм до 70 мкм, поверхность листа характеризуется практически равномерным распределением зерен, средний размер которых составляет 30…40 мкм. Зерна твердого раствора Al_α содержат элементы субструктуры глобулярной или приближенной к ней формы, с ободками по периметру, представляющими собой зоны с более высокой степенью пересыщения α-фазы атомами легирующих и примесных элементов – наиболее вероятно, меди и магния.

По сечению листа толщиною 2,5 мм структура неоднородная: мелкокристаллическая (15…40 мкм) в слоях, соприкасающимися с поверхностью валков при прокатке, до грубых зерен размером 70…250 мкм на ½  его сечения.

Гомогенизация образцов листа из сплава Д16 при температуре 490 ^оС и времени обработки 1 час приводит к укрупнению зерен твердого раствора алюминия, которые на поверхности листа в среднем составляют 70…200 мкм. Аналогичная тенденция наблюдается в его сечении. Области мелких и крупных кристаллов, которые наблюдались в образцах без термической обработки, не столь явно выражены. Усиливается процесс распада пересыщенного твердого раствора алюминия, проявляющийся в виде увеличения темных зон внутри зерен, занимающих практически всю их поверхность. Увеличение времени выдержки до 3…5 часов (рис. 1 б, в) приводит к формированию и выделению из пересыщенного твердого раствора алюминия интерметаллидных фаз, происходит рост и коагуляция θ- и S-фаз, которые выделяются как по границам зерен, так и внутри их. Появляются участки с пережогом. Однако структура по сечению (толщине) листа становится более однородная. Отсутствуют зоны с преимущественно мелкими или крупными зернами α-фазы.

Сопоставление данных о гомогенизации структуры изделий из сплава Д16, полученных с использованием способов обработки давлением в твердом состоянии, с результатами настоящих исследований свидетельствуют, что специфичность процесса литья-прокатки позволяет существенно сократить время гомогенизации листа, которое не должно превышать трёх часов.