| Аннотация: | Изучены особенности формирования частиц (AlSi)3ScZr, выделяющихся в сплавах системы Al - Mg - Si с избытком кремния при остывании после литья. Показано влияние наночастиц на прочностные свойства в литом состоянии. Продемонстрирован эффект влияния искусственного старения на уровень механических свойств в исследуемых сплавах. Изучены шесть сплавов системы Al - Mg - Si с различным соотношением Mg:Si с добавками скандия и циркония и без них. Для всех сплавов в литом состоянии определяли микротвердость и механические свойства. Для исследования распада пересыщенного твердого раствора образцы из сплавов, содержащих скандий и цирконий, подвергнуты отжигу в температурном диапазоне 360-550 oC при выдержке, варьирующейся от 10 с до 50 ч. Для сплавов с соотношением Mg:Si = 0,6 методами оптической микроскопии исследована зеренная структура. Кроме того, для сплава 0,6MgSi0,3Sc0,15Zr проведены исследования наночастиц методом просвечивающей микроскопии. Для сплавов 0,3MgSi0,3Sc0,15Zr и 0,5MgSi0,3Sc0,15Zr данные о размерах зеренной структуры и наночастицах взяты из предыдущих исследований. Согласно полученным результатам, пересыщенный скандием, цирконием, кремнием и магнием твердый раствор в исследуемых сплавах распадается чрезвычайно быстро. Основной причиной является совместное влияние скандия и кремния. Из-за быстрого распада пересыщенного твердого раствора при остывании после литья формируется большое число частиц (AlSi)3ScZr. Основной механизм их возникновения -прерывистый распад пересыщенного твердого раствора, о чем свидетельствуют наличие веерообразных частиц. Частицы, обнаруженные в сплаве 0,6MgSi0,3Sc0,15Zr, сохраняют структуру L12, а также частично когерентны алюминиевой матрице и содержат кремний и скандий. Их морфология, размеры и химический состав исключают принадлежность к фазе Sc2Si2Al. Тем не менее они имеют достаточно сильное влияние на механические свойства: в сплаве 0,6MgSi0,3Sc0,15Zr предел текучести возрастает на 43 МПа, а предел прочности - на 61 МПа. У сплавов 0,3MgSi0,3Sc0,15Zr и 0,5MgSi0,3Sc0,15Zr прочностные свойства также повышаются, что обусловлено веерообразными полукогерентными и округлыми полностью когерентными частицами (AlSi)3ScZr, обнаруженными в предыдущих исследованиях в литом состоянии. Установлено, что в сплавах 0,3MgSi0,3Sc0,15Zr и 0,5MgSi0,3Sc0,15Zr предел текучести повышается на 32 и 67 МПа, а предел прочности - на 67 и 78 МПа соответственно. При искусственном старении микротвердость может как возрастать, так и снижаться. Наиболее сильное влияние на микротвердость при искусственном старении оказывают величина зеренной структуры: чем больше размер зерна, тем выше микротвердость после искусственного старения литого материала. |