Введение к работе
Актуальность темы. Сплавы на основе алюминия являются наиболее распространенными конструкционными материалами. Эффект повышения прочностных и жаропрочностаЫх характеристик алюминиевых сплавов при их легировании переходными металлами можно значительно усилить применением сверхбыстрой закалки из жидкого состояния, которая приводит к расширению областей твердых растворов и диспергированию промежуточных фаз б сплавах алюминия с переходными металлами. Поскольку, получение массивных изделий из быстрозакаленных сплавов связано, в основном, с их компактировакиек, то превращения происходящие в сплаве при его термообработке, представляют значительных интерес. Распад пересыщенных твердых растворов по специально подобранному режиму приводит к выделению упрочняющих интерметаллидных фаз в мелкодисперсной состоянии, вследствие чего существенно возрастают, прочностные характеристики сплавов.
В настоящей работе в качестве объектов исследования были выбраны сплавы алюминия с железом, кобальтом и цирконием. Легирование алюминия указанными переходными металлами приводит к образованию тугоплавких кнтерметаллических соединений СогАІ», FcAU и ZrAb, способствующих увеличению прочностных свойств алюминиевых сплавов. Кроме того, цирконий, являющийся эффективным модификатором, выбран с расчетом на улучшение морфологии упрочняющих фаз.
Прогноз закономерностей образования и распада пересьпценных твердых растворов невозможен без информации, содержащейся в равновесных фазовых диаграммах состояния систем Ai-Co-Zr, Fe-Co-Zr, Al-Fe-Co-Zr. В литературе отсутствуют сведения о
характере фазовых равновесий в системе Al-Fe-Co-Zr и ограничивающих ее тройных АІ-Co-Zr и Fe-Co-Zr при 770 К. Поэтому, целью настоящей работы являлось установление характера фазовых равновесий а тройных системах Al-Co-Zr, Fe-Co-Zr во всем интервале концентраций и четверной системе Al-Fe-Co-Zr в области богатой алюминием при 770К с последующим построением изотермических и политермических сечений; установление закономерностей изменения фазового состава сплавов на основе алюминия в системах Al-Co-Zr, Al-Fe-Co-Zf при скоростях охлаждения 10 и К/с; изучение
,;хннетихи распада пересыщенных твердая растворов, а также установление скорости коррозии быстрозакаленных сплавов системы
Al-Co-Zr.
Научнаа новизна работы. В настоящей работе впервые:
- комплексом методов физико-химического анализа
установлены фазовые равновесия в сплавах тройных систем
AJ-Co-Zr, Fe-Co-Zr и четверной системы Al-Fe-Co-Zr с последующим
построением изотермических сечений указанных систем при 770 К во
всем интервале концентраций для тройных и в области богатой
алюминием для четверной;
впервые построены политермпческий разрез между интерметаллическими соединениями, находящимися в равновесии с алюминием и лучевой разрез из алюминиевого угла с атомным соотношением компонентов Co:Zr = 2:1 для системы Al-Co-Zr;
впервые установлены закономерности образования фаз и изменения фазового состава в зависимости от содержания легирующих компонентов в быстрозакаденных . сплавах систем Al-Co-Zr, Al-Fc-Co-Zr, полученных методом спиннингования;
впервые изучена стадийность распада и рассчитана эффективная экерам активации распада пересьиценных твердых
растворов кобальта, циркония а железа, кобальта, циркония в алюминии; показана возможность повышения прочностных характеристик исследуемых сплавов за счет эффекта дисперсионного твердения и сохранения мелкодисперсной структуры выделяющихся юггерметаллндньк фаз;
впервые изучены коррозионные свойства быстрозакаленных сплавов системы AJ-Co-Zr в трехпроцентном растворе NaCl.
Практическая значимость работы. Сведения о фазовых равновесиях в тройных системах Ai-Co-Zr, Fe-Co-Ze и четверной системе AI-Fe-Co-Zr, полученные в настоящей работе, могут служить справочным материалом Ддя исследователей, работающих в области материаловедения, а также руководством для направленного синтеза сплавов, обладающих определенным набором физико-химический свойств.
Результаты исследования процессов кристаллизации и распада пересыщенных твердых растворов з быстрозакаленных сплавах систем Al-Co-Zr, AI-Fe-Co-Zr являются теоретической основой для разработки технологии получения сверхпрочных алюминиевых сплавов.
На защиту выносятся следующие положения:
1. Строение изотермических сечений диаграмм состояния
тройных снсгем Al-Co-Zr, Fe-Co-Zr во зсем интервале концентрацнй
при 770 К и четверной системы AI-Fe-Co-Zr в области от 75 до 100
ат.%А1при770К.
2. Строение политерынческого разреза между
интерметаллидами ZrAh, Со:АЬ, находящимися в равновесии с
алюминием з системе Al-Co-Zr , лучевого политермического разреза
из алюминиевого угла с атомным соотношением компонентов
Co:Zr=2:L .
-
Фазовый состав быстрозакаленных сплавов систем Al-Co-Zr, Al-Fe-Co-Zr в закономерности его изменения в зависимости от содержания легирующих добавок.
-
Кинетика распада пересыщеяныл твердых растворов кобальта, циркония н железа, кобальта, циркония в алюминии в интервале температур от 47& до 670 К.
\ 5. Результаты по влиянию легирующих компонентов на
оррозионвые свойства быстрозакаленных сплавов на основе ялюышшх.
Авро&щяя работы ш щЫшааш. Основные результаты работы дгшвдмваяиеь ка научно-техничрской конференции СКГТУ фжущхзхххъ 1995), - гаэ материалам щхертации опубдкховано 6 печатных работ.
Объем и структура дезекртвдк. Диссертация состоит ю медеанж, литературного обзора, экспериментальной часта, обсуадащзг результатов, выеодо», еииска литературы, пршкщешк. Работа- иззоэйза на Ж) страницах шзгикопвеного текста, Екнитает
рисунков, таблиц, фотографий. Список
шш^шурм содержит ваяиеяо$ашщ.