Вплив термічного оброблення на мікроструктуру та механічні властивості стопу AlSi10Mg, виготовленого за адитивною та ливарною технологіями
А. П. Бурмак$^{1}$, М. М. Ворон$^{1,2}$, С. М. Волошко$^{1}$, C. І. Сидоренко$^{1}$, І. А. Владимирський$^{1}$, С. І. Конорев$^{1}$, Б. М. Мордюк$^{3}$, М. О. Васильєв$^{3}$
$^{1}$Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», просп. Берестейський, 37, 03056 Київ, Україна
$^{2}$Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 34/1, 03142 Київ, Україна
$^{3}$Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 36, 03142 Київ, Україна
Отримано: 21.08.2024; остаточний варіант - 22.11.2024. Завантажити: PDF
Проаналізовано вплив термічного оброблення (за температури, дещо нижчої за евтектичну) на мікроструктуру, фазовий склад і механічні властивості адитивно виготовленого (селективним лазерним топленням — СЛТ) стопу AlSi10Mg та його литого аналога (ЛВ). Відлиті й адитивно виготовлені зразки відпалювалися за температури у 520°C упродовж 6 годин з подальшим пічним охолодженням та упродовж 1,5 годин із гартуванням у воду й наступним природнім або штучним старінням за температури у 150°С упродовж 10 годин. Результати засвідчують значні зміни мікроструктури (наприклад, розміру та морфології евтектично-кремнійової фази), фазового складу й еволюції механічних властивостей термічно оброблених матеріялів порівняно з адитивно виготовленими та литими. Крім того, мікроструктура та мікромеханічні властивості матеріялів значною мірою залежать від технології виготовлення — лиття й адитивного виробництва. Згадані режими термічного оброблення й умов охолодження (пічне, гартувальне, повітряне) безпосередньо впливають на морфологію евтектичного кремнію та кількість зміцнювальних фаз Mg2Si, Al15(Fe,Mn)3Si2, FeAl3Si2, як у литих матеріялах, так і в матеріялах, виготовлених адитивно. Починаючи з суцільної мережі евтектичного Si відбувається його фраґментація, формування включень різної геометричної форми з наступною сфероїдизацією цих включень. Частинки Si в термічно обробленому СЛТ-стопі є більш дрібними та додатково сфероїдизованими порівняно з термічно обробленим литим матеріялом. Результати цього дослідження уможливлюють контролювати механічні властивості стопу AlSi10Mg шляхом вибору технології виробництва та відповідного режиму термічного оброблення. Для зразка СЛТ у вихідному стані характерне найвище значення мікротвердости у 1,38 ГПа, яке зменшується до 0,55 ГПа після відпалу та зростає до 1,12 ГПа після гартування й штучного старіння; для ЛВ-стопу вихідне значення мікротвердости у 0,76 ГПа після аналогічних режимів оброблення спочатку дещо зменшується до 0,74 ГПа, після чого зростає до 1,08 ГПа.
Ключові слова: AlSi10Mg, адитивне виробництво, селективне лазерне топлення, ливарне виробництво, термооброблення, мікроструктура, фазовий склад, механічні властивості.
URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v47/i08/0827.html
PACS: 61.72.Ff, 62.20.Qp, 62.80.+f, 68.60.Bs, 68.70.+w, 81.40.Ef, 81.70.Jb