Отчет о научно-исследовательской работе по теме: «Обоснование состава и технологии получения сверхлегких коррозионностойких алюминиевых сплавов на основе системы Al-Mg-Ca» (промежуточный, этап 1)

Первый этап проекта по гранту РНФ 21-79-00134 был посвящен исследованию технологии получения и изучения технологических (литейных) и физико-механических (твердость, прочность, плотность, коррозионная стойкость) экспериментальных сплавов на основе многокомпонентных систем Al-Mg-Ca-(Zn)-(Mn)-(Fe)-(Si)-(Zr)-(Sc). На основании термодинамических расчетов в программной среде Thermo-Calc были смоделированы фрагменты диаграмм состояния в интересующих областях со стороны алюминия для определения допустимых концентраций легирующих компонентов с целью получения удовлетворительной структуры и технологических свойств. Также расчетными методами были определены критические температуры фазовых превращений. Показано, что с увеличением содержания кальция снижается температура ликвидуса, а неравновесного солидуса не меняется, в результате чего уменьшается полный интервал кристаллизации. На основании теоретических данных была отработана технология получения качественных литых слитков, изучена микроструктура при помощи современных оптического и сканирующего микроскопов, определены литейные и физические характеристики экспериментальных сплавов в сравнении с уже известными промышленными сплавами. На примере сплавов тройной системы Al-Mg-Ca определено влияние кальция на форму и размеры неравновесной эвтектики. В четверной системе Al-Mg-Ca-Zn выявлено, что при содержании магния и кальция не менее 6 % и 2 % соответственно, в сплавах существует стабильная фаза Al2(Mg,Ca) наряду со стабильной Al4Ca с растворенным в последней цинком. Проведена оценка склонности разрабатываемых сплавов к образованию горячих трещин. Выявлено, что сплавы с содержанием кальция 2 и 4 % при 6 % Mg не уступают промышленному сплаву АМг10ч, а при добавлении цинка могут даже его превосходить в условиях, близких к производственным.