ПОВЫШЕНИЕ ПЛАСТИЧНОСТИ ДОЭВТЕКТИЧЕСКОГО СИЛУМИНА ЗА СЧЁТ ДЕФОРМАЦИОННО-ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

Цель. Разработать метод деформационно-термической обработки доэвтектических сплавов системы Al-Si, позволяющий измельчить и сфероизизировать включения кремния, тем самым повысив пластичность материала и его способность к упрочнению при последующей холодной деформации.Методика. Изготовление отливок из сплава Al-Si (7 % Si) в лабораторных условиях: литьё в земляную форму при температуре расплава 700 – 720 °С. Отливки подвергались деформации ковкой – вытяжке. Исследование микроструктуры в литом, отожжённом и деформированном состояниях. Определение механических свойств: измерение твёрдости, испытание на осаживание.Результаты. Разработан метод деформационно-термической обработки сплавов системы Al-Si (доэвтектических силуминов), заключающийся в серии малых горячих деформаций (начало деформации при 510 – 540 °C) с промежуточными отжигами при температуре выше 500 °C в течении 10 – 20 мин каждый. Метод позволяет получить степени деформации более 50 % для данного класса сплавов, характеризующихся низкой пластичностью в литом состоянии. В ходе данной деформационно-термической обработки в структуре сплавов системы Al-Si происходит существенное измельчение включений кремния и их сфероидизация, которая возрастает при увеличении степени деформации, а также предложенный способ позволяет более равномерно перемешать включения кремния в металлической матрице. Как обычный, так и циклический (с чередующимися нагревами и охлаждениями) отжиг не позволяют получить такой степени одновременного измельчения и сфероидизации включений кремния, что показывает важную роль деформации в разработанном процессе деформационно-термической обработки, позволяющей не только в большей степени сфероидизировать включения Si, но и измельчить их. Показано, что разработанный режим деформационно-термической обработки сплавов системы Al-Si позволяет в значительной мере увеличить их пластичность, в гораздо большей степени, чем отжиг. Твёрдость образцов после деформационно-термической обработки снижается по сравнению с литым состоянием до уровня показателей отожжённой отливки. При этом суммарная степень деформации при деформационно-термической обработке практически не оказывала влияния на общую твёрдость (хотя несколько возрастала микротвёрдость металлической матрицы). Твёрдость материала можно повысить за счёт наклёпа при холодной пластической деформации. При этом, так как материал после деформационно-термической обработки оказывается более пластичным, он имеет большие резервы для упрочнения данным способом. Таким образом, хотя деформационно-термическая обработка и снижает твёрдость по сравнению с литым состоянием, она за счёт повышения пластичности создаёт резерв для гораздо большего упрочнения материала за счёт холодной пластической деформации, чем этого можно достичь для литого или отожжённого материала.Научная новизна. Определена зависимость размера и степени вытянутости включений кремния в составе Al-Si эвтектики в сплавах Al-Si с 7 % Si от параметров деформационно-термической обработки, получены статистические характеристики распределения включений по размерам. Показана возможность дополнительного упрочнения доэвтектических силуминов после сфероидизирующей деформационно-термической обработки за счёт холодной пластической деформации, так как повышенный запас пластичности позволяет получить большие степени деформации в холодном состоянии, чем того допускает литой или отожжённый материал.Практическая значимость. Показана возможность создания пластичных сплавов системы Al-Si (силуминов) путём деформационно-термической обработки, а также возможность варьирования, при необходимости, показателей твёрдости и пластичности в значительно более широких пределах, чем в литом состоянии.