Розмір шрифту: 

Сплави системи Алюміній-Олово з найбільш вживаними легувальними елементами ливарних алюмінієвих сплавів, такими як Si, Cu, Zn, Mg, Mn наразі вивчені недостатньо. Тоді як алюмінієві сплави, що містять олово, потенційно можуть замінити в багатьох легко та середньо навантажених вузлах олов’яні бронзи, а в разі реалізації твердо-рідкофазного контактного легування (повне або часткове заміщення в структурі твердого розчину олова на свинець) то і свинцевих бронз у вузлах з високими антифрикційними вимогами.
Одержання такого сплаву з заміною олова на свинець з одного боку неможливо шляхом класичних ливарних технік через розшарування розплавів алюмінію та свинцю і їх значної різниці в густині, з другого боку, механічні властивості такого «сплаву» (композиційного матеріалу) мали б дуже низькі значення. Проте, такий матеріал можливо отримати шляхом контактного легування (твердо-рідинного суміщення матриці алюмінієвого сплаву з рідким свинцем), а зміцнення матриці алюмінієвого сплаву здійснити за рахунок екзогенних зміцнювальних фаз.
Для перевірки можливості одержання матеріалу з поверхнею псевдосплаву Al-Si-Pb було виготовлено модельний сплав алюміній-олово з 19,8 мас. %. Мікроструктура такого сплаву має двофазний склад твердих розчинів олова та алюмінію (рис. 1, а). З модельного сплаву були виготовлені циліндричні зразки для металографічного аналізу мікроструктури та контактного легування в розплаві свинцю. Свинець марки С1С (ДСТУ ГОСТ 3778-98) розплавляли в алундовому тиглі і нагрівали до температури 400 °С. Зразок модельного сплаву занурювали шліфованим торцем під дзеркало розплаву свинцю, з витримкою 3 години в ізотермічному режимі. Контактна зона зразків перешліфовувалась, товщина шару, що знімався дорівнював ≈ 1 мм, поверхню шліфа досліджували та растровому електронному мікроскопі.
Шляхом мікрозондового спектрального аналізу вивчали елементний склад фаз та встановили, що сформовані поверхневі шари зразку містять 3,56 мас. % Sn та 8,62 мас. % Pb по площині поверхні, при цьому вкраплення на основі свинцю в матриці твердого розчину алюмінію після контактного легування містять 16-35 мас. % Sn. Таким чином свинець не тільки дифундував в олов’яну фазу, але фактично замінив її в матриці твердого розчину, сформувавши фазу на основі свинцю. Морфологія вкраплень такої фази в твердому розчині алюмінію змінилась з розгалуженої по границям дендритів фази твердого розчину олова на глобулярну фазу твердого розчину свинцю (рис. 1, а, б). Таким чином у сплаві на основі Al-Sn було створено композиційний матеріал Al-Sn+Pb.

а б
Рис. 1. SEM зображення мікроструктури сплаву Al-19,8 мас. % Sn до контактного легування свинцем (а) та після (б)

Наступний крок одержання шляхом контактного легування композиційного матеріалу із свинцем на основі сплаву системі Al-Sn-Si.