Структурное состояние и физико-химические свойства сплавов системы Al–Сu

Н. Ю. Филоненко$^{1,2}$, А. И. Бабаченко$^{1}$, А. А. Кононенко$^{1}$

$^{1}$Институт чёрной металлургии им. З. И. Некрасова НАН Украины, пл. Академика Стародубова, 1, 49050 Днепр, Украина
$^{2}$ГУ «Днепропетровская государственная медицинская академия МОЗ Украины», ул. Владимира Вернадского, 9, 49044 Днепр, Украина

Получена: 20.05.2019; окончательный вариант - 22.03.2020. Скачать: PDF

Исследования проводили на образцах сплавов Al–Сu с содержанием меди 25,0–36,0% масс., остальное — алюминий. Доэвтектические и заэвтектические сплавы после литья имели структурное состояние в соответствии с диаграммой состояния сплавов системы Al–Сu. Перегрев расплава с содержанием меди 25,0–36,0% масс. на 50–100 К выше линии ликвидуса и последующее охлаждение приводят к образованию мелкодисперсной эвтектической структуры и подавлению процесса формирования первичных кристаллов $\alpha$-Al в доэвтектических сплавах и фазы Al$_{2}$Cu в заэвтектических сплавах. Увеличение температуры перегрева расплава в эвтектических и заэвтектических сплавах на 150 К выше линии ликвидуса и последующее охлаждение со скоростью 10$^{3}$ К/с приводят к полному подавлению процесса образования первичных кристаллов $\alpha$-Al в доэвтектических сплавах и фазы Al$_{2}$Cu в заэвтектических сплавах. Перегрев расплава Al–Cu влияет не только на объёмную долю эвтектики, а и на её морфологию и физико-химические характеристики. Коррозионные испытания доэвтектических и заэвтектических сплавов после перегрева расплава на 100–150 К выше линии ликвидуса и быстрого охлаждения показали, что скорость коррозии в кислотных и щёлочных средах ниже по сравнению с образцами без предварительной обработки в жидком состоянии. Нагрев расплава на 100–150 К выше линии ликвидуса и последующее охлаждение уменьшают скорость коррозии на 30–45%, хрупкость сплавов в 1,2–1,35 раза, а относительную износостойкость увеличивают в 1,3–1,45 раза по сравнению с образцами, которые не имели перегрева.

Ключевые слова: сплавы системы Al–Сu, структурное состояние, физико-химические свойства.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v42/i05/0611.html

PACS: 61.25.Mv, 61.66.Dk, 61.72.-y, 62.20.mj, 62.20.Qp, 81.40.Ef, 81.40.Np


ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
  1. J. L. Murray, International Metals Reviews, 30, No. 5: 211 (1985). Crossref
  2. S. Habibi, B. Jaleh, A. Namdarmanesh, and M. Shamlo, Mater. Sci. Applications, 5: 491 (2014). Crossref
  3. T. Zheng, B. Zhou, Yu. Zhong, J. Wang, S. Shuai, Zh. Ren, F. Debray, and E. Beaugnon, Sci. Reports, 9: 266 (2019). Crossref
  4. E. Sondermann, N. Jakse, K. Binder, A. Mielke, D. Heuskin, F. Kargl, and A. Meye, Phys. Rev. B, 99: 024204-1 (2019). Crossref
  5. Y. Plevachuk, V. Sklyarchuk, A. Yakymovych, S. Eckert, B. Willers, and K. Eigenfeld, Metall. Mater. Trans. A, 39, No. 12: 3040 (2008). Crossref
  6. E. V. Kalashnikov, Technical Physics, 42, No. 4: 330 (1997). Crossref
  7. O. S. Roik, V. P. Kazimirov, V. E. Sokolskii, and S. M. Galushko J. Non-Cryst. Solids 364: 34 (2013). Crossref
  8. J. Brillo, A. Bytchkov, I. Egry, L. Hennet, G. Mathiak, I. Pozdnyakova, D. L. Price, D. Thiaudiere, and D. Zanghi, J. Non-Cryst. Solids, 352: 4008 (2006). Crossref
  9. W. Y. Wang, J. J. Han, H. Z. Fang, J. Wang, Y. F. Liang, S. L. Shang, Y. Wang, X. J. Liu, L. J. Kecskes, S. N. Mathaudhu, X. Hui, and Z. K. Liu, Acta Mater., 97: 75 (2015). Crossref
  10. S. G. Menshikova, I. G. Brodova, T. I. Yablonskih, and V. V. Astafyev, J. Mater. Sci., 1: 1 (2017).
  11. W. C. Oliver and G. M. Prahn, J. Mater. Res., 12, No. 6: 564 (2008).
  12. S. V. Tverdokhlebova, Visn. Dnipr. Nats. Univ. Ser. Fiz. Radioelektron., Iss. 14, No. 12/1: 100 (2007).
  13. N. V. Novikov, S. N. Dub, and S. I. Bulycho, Zavod. Lab., No. 7: 60 (1988) (in Russian).
  14. Y. Y. Yurkov and H. Y. Strohanov, Trenie i Iznos, 10, No. 7: 12 (1989) (in Russian).
  15. Y. V. Semenova, H. M. Floryanovych, and A. V. Khoroshylov, Korroziya i Zashchita ot Korrozii [Corrosion and Corrosion Prevention] (Moscow: Fizmatlit: 2006) (in Russian).