АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 6
1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 8
1.1 Общая характеристика и классификация алюминиевых сплавов 8
1.2 Литейный алюминиевый сплав ВАЛ14 9
1.3 Технология получения отливок из литейных алюминиевых сплавов .... 12
1.4 Особенности термообработки отливок из алюминиевых сплавов типа
ВАЛ14 16
1.5 Физико-химические свойства сплава 17
1.6 Гомогенизация литейных алюминиевых сплавов 19
1.7 Методы оценки ликвации и степени гомогенности литых сплавов 23
2 ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 25
2.1 Объект исследования 25
2.2 Пробоподготовка 26
2.3 Микроструктурные исследования 27
2.4 Проведение гомогенизационного отжига и повторное определение
состава образцов 28
3 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 29
3.1 Исследование микроструктуры образцов 29
3.2 Оценка химического состава 30
3.3 Оценка состава и структуры сплава после проведения
гомогенизационного отжига 34
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 40
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 41
На протяжении долгого времени алюминиевые сплавы успешно используются в различных отраслях промышленности. Благодаря высокой удельной прочности, способности сопротивляться инерционным и динамическим нагрузкам, хорошей технологичности эти сплавы применяют в строительстве в виде облицовочных панелей, оконных рам, дверей, электрических кабелей. По удельной прочности некоторые алюминиевые сплавы соответствуют высокопрочным сталям [1]. Также сплавы на основе алюминия обладают хорошей коррозионной стойкостью, высокой теплопроводностью, электропроводимостью и способны хорошо обрабатываться давлением и резанием. Все эти свойства сделали алюминиевые сплавы незаменимым материалом в машиностроении и, особенно, в авиации. Еще стоит отметить, что сплавы из алюминия пластичнее магниевых и многих пластмасс.
Литейные алюминиевые сплавы - это сплавы, предназначенные для фасонного литья. Они должны обладать необходимыми литейными свойствами: 1) жидкотекучестью; 2) малой линейной и объемной усадкой; 3) не иметь склонность к образованию горячих трещин; 4) не образовывать усадочной и газовой пористости; 5) не быть склонными к ликвации. Все дефекты литой структуры, зависящие от литейных свойств (пористость, ликвация и т.д.), сохраняются в изделии.
ВАЛ14 - это один из наиболее перспективных литейных алюминиевых сплавов, применяемых в авиационной технике. Основные свойства, отличающие данный сплав от остальных:
• высокая жаропрочность;
• сочетание высоких прочностных и пластических характеристик, позволяющих отливкам выдерживать динамические и вибрационные нагрузки;
• не склонен к коррозии под напряжением;
• способность деталей, изготовленных из этого сплава, работать длительное время при температуре до 300 0 С, кратковременно - до 350 0 С.
Данный сплав предназначен для литья в песчаные формы, по выплавляемым моделям и в кокиль (несложных деталей).
Для литых сплавов характерна значительная химическая неоднородность, которая обусловлена процессами кристаллизации. В алюминиевых сплавах это особенно заметно. Чтобы устранить такую проблему, необходим гомогенизационный отжиг [1].
Гомогенизация отливок из литейных алюминиевых сплавов имеет приоритетное значение для улучшения их технологических параметров. Режим гомогенизирующего отжига регулируется двумя параметрами - температурой и временем выдержки [2]. Как правило, после таких термообработок на предприятиях для оценки степени гомогенности используются различные методы механических испытаний.
В работе рассматривается метод расчёта критерия оценки гомогенности литой структуры на примере литейного алюминиевого сплава ВАЛ14. Суть такой методики заключается в сравнении химического состава в дендритных и междендритных участках и расчёте на основании полученных значений критерия гомогенности.
На основе проведенного литературного обзора определили цель работы - изучить кинетику гомогенизации литейного алюминиевого сплава ВАЛ14 путём измерения химического состава локальных объёмов дендритных и междендритных областей.
Определены задачи работы:
1) исследование микроструктуры образцов,
2) оценка химического состава образцов,
3) оценка состава и структуры сплава после проведения гомогенизационного отжига.
В работе исследована структура и свойства высокопрочного литейного сплава ВАЛ14 в исходном состоянии и после гомогенизационного отжига, на основании чего можно сделать следующие выводы:
1) по результатам измерений состава локальных участков данного сплава видно, что для литого состояния характерно существенное несоответствие состава дендритных областей марочному составу,
2) результаты измерений состава лекальных участков этого же сплава, после гомогенизационнного отжига, указывают на равномерное приближение состава к марочным значениям во всех локальных участках сплава,
3) рассмотренный метод допустим в качестве аналитического способа для оценки степени гомогенности литейных алюминиевых сплавов.
