Технология синтеза лигатурного сплава с алюминидами никеля и редкоземельных металлов и его влияние на структурообразование, ликвационные процессы и свойства алюминиевых сплавов

摘要

Разработана технология получения лигатурных сплавов на основе алюминидов никеля и редкоземельных металлов (РЗМ). Для их создания использовали комплексный модификатор АКЦе (состав, % (маc): 30-33 Аl; 28-30 РЗМ; 3-4 Са; остальное Ni) производства 000《Комплексные модификаторы》и алюминий марки А7 (сумма примесей Si и Fе <0,3 % (маc.)). Предложены два способа получения лигатурных сплавов. Первый заключается в насыщении жидкого алюминия комплексным модификатором АКЦе при температуре 1400 °С до содержания 60 % (маc.) с шагом 10% (маc). Второй способ заключается в насыщении расплавленного комплексного модификатора АКЦе алюминием при 1400 °С до содержания 60 % (маc) с шагом 10 % (маc.). Независимо от способа получения лигатурных сплавов при добавках 60 % (маc.) АКЦе или А7 содержание основных легирующих элементов Аl, Ni, РЗМ практически не изменяется. Средний химический состав лигатурного сплава, % (маc): 68,1 Аl; 1,15 Са; 20,0 Ni; 12,25 РЗМ (3,82Lа; 8,43 Се). Более рациональным можно считать первый способ получения лигатурных сплавов А7 - АКЦе.При добавках 50-60 % (мае) АКЦе в жидкий алюминий при 1400 °С в атмосфере чистого аргона кристаллизуются интерметаллидные соединения типа алюминидов никеля (Аl_3Ni и РЗМ(Аl_(11) РЗМ_3). С помощью электронной микроскопии и микрорентгеноспектрального анализа идентифицированы алюминиды никеля и РЗМ, определена их микротвердость.Выявлено, что увеличение добавки лигатурного сплава (А7+60% (мае) АКЦе) в расплавленном алюминии приводит к росту температуры начала кристаллизации до t_л ~ 825 °С, а время кристаллизации интер-металлидных фаз τ_(kp) увеличивается в соответствии с расширением температурного интервала кристаллизации. При этом температура начала кристаллизации эвтектики t_Э и продолжительность этого процесса τ_з резко уменьшаются. Исследовано влияние синтезированной лигатуры с алюминидами Ni и РЗМ на структурообразование, характер распределения элементов и микротвердость структурных составляющих твердого α-раствора и эвтектики в сплаве АК7ч. Увеличение добавки лигатурного сплава приводит к повышению микротвердости твердого а-раствора и эвтектики. Выявлены особенности формирования четырех видов квазиэвтектик различных химических составов:1) твердый α-раствор + Si;2) твердый α-раствор + Si + Fе + Мn;3) твердый α-раствор + Si + Fе, но без Мn;4) модифицированная эвтектика, содержит все компоненты лигатурного сплава.В модифицированной эвтектике 4 возможна кристаллизация алюминидов Ni и РЗМ, обладающих высокой микротвердостью. Общая микротвердость эвтектики зависит от соотношения долевого участия эвтектик 1-4, количества и дисперсности интерметаллидных соединений.