Розмір шрифту: 

При охолодженні сплаву АК9М2 від температур 650…740 °С основною залізовмісною фазою є β-FeSiAl5 голкоподібної форми (рис. 1, а), що негативно впливає на механічні властивості. Кристалізація починається з реакції: Р→Alα.

a, 650 °С б, 850 °С
Рис. 1. Вплив температури заливання розплаву на мікроструктуру сплаву АК9М2 при швидкості охолодження 2 ºС/с

Далі відбувається перетворення: Р → β + Alα. На наступному етапі формуються колонії евтектики α-(Fe,Mn)3Si2Al15+Alα або α+β+Alα. Проте, частка фази α досить незначна (рис. 2, а). Потім реалізується головне перетворення: Рβ+Alα+Si, після чого утворюється фаза π-FeMg3Si6Al8, яка може бути продуктом перитектичної реакції: Р + β π + Si + Alα або евтектичної: Р   + Alα + Si. Кристалізація завершується евтектичними реакціями: Р  Mg2S + Si + Alα і Р  Mg2Si + -CuAl2+ Si + Alα або Р  W-Cu2Mg8Si6Al + Mg2Si + Alα.
При нагріванні розплаву до 800…850 ºС основною залізовмісною фазою є інтерметалід α (рис. 1, б, рис. 2, а). Перше перетворення: Р → Alα змін не зазнає. Реакції: Р → β + Alα і Р β + Alα + Si придушуються. В широкому інтервалі температур має місце реакція Р  α + Alα + Si, що йде зі значним зменшенням об’єму рідини. Тому на частку подальших реакцій розпаду рідини з утворенням фаз , , Mg2Si, W припадає вкрай незначна її кількість.

а
б
1 ‒ β-FeSiAl5; 2 ‒ (FeMn)3Si2Al15; 3 ‒ π-FeMg3Si6Al8

Рис. 2. Вплив температури розплаву на об’ємну частку залізовмісних фаз (а) і механічні властивості (б) сплаву АК9М2

Формування розгалуженої фази α замість β зумовлює підвищення міцності і пластичності сплаву АК9М2 (рис. 2, б). Це досягається нагріванням розплаву до температур досить вузького інтервалу (від 800 ºС до 850 ºС), при яких відбувається кардинальна зміна структури в рідкому стані.
Зміна характеру фазових перетворень при кристалізації потребує дотримання контрольованих тимчасово-кінетичних параметрів процесу, які значною мірою залежать від хімічного складу сплаву. Зокрема, для сплаву АК9М2, в якому досить велика об’ємна частка β-фази, дотримання температурного режиму в рідкому стані є необхідною, але недостатньою умовою для управління фазовим станом виливка. Перебудова ближнього порядку атомів при нагріванні розплаву до 800…850 ºС може бути зафіксована лише після 30 хв. витримки в рідкому стані і подальшої швидкості охолодження близько 2 ºС/с. Витримка менше 30 хв. не призводить до якісно нового структурного стану розплаву. Зменшення швидкості охолодження нижче вказаної межі сприяє дифузійному перерозподілу компонентів у процесі охолодження розплаву, зміни його структури. Внаслідок цього кристалізація здійснюється за механізмом, характерним для слабо перегрітої рідини.