Аннотация
Сплавы алюминия с литием являются перспективным материалом для авиакосмической техники. Повышение физико-механических и эксплуатационных характеристик данной группы сплавов путём их легирования является актуальной задачей. Повышенный интерес к этим сплавам объясняется тем, что литий, имея плотность 0,54 г/см3, увеличивает модуль упругости алюминия, одновременно снижая массу изделий из его сплавов. Добавки редкоземельных металлов (РЗМ) к алюминиевым сплавам повышают их прочность, термостойкость, коррозионную стойкость. РЗМ обладают модифицирующим действием и измельчают зерно. Приготовление алюминиево-литиевых сплавов, содержащих редкоземельные металлы, связано с трудностями из-за высокой реакционной способности компонентов, вводимых в алюминии. С учётом этого сплавы были получены в вакуумной печи сопротивления СНВЭ 1.3.1/16 в атмосфере гелия при избыточном давлении 0,5 МПа. Исследование сплавов проведено с помощью дифракционно-рентгеновского анализа XRD, оптического и электронного микроскопа SEM серии STEREOSCAN 440 (Англия). Твердость сплавов была протестирована с помощью твердомера Виккерса (HV). Исследования подтверждают, что добавки РЗМ увеличивают твердость исходного сплава до 170 HV. Добавки церия являются наиболее эффективным в плане увеличения твердости и прочности. Результаты исследования микроструктуры сплавов показывают, что небольшие добавки РЗМ, оказывая модифицирующее влияние, значительно измельчают структуру эвтектики (α-Al+AlLi) в сплавах. В структуре сплавов наряду с кристаллизацией эвтектики отмечено выпадение включений интерметаллидов относящихся к системам Al – РЗМ.
Ключевые слова
Cплав Al+6%Li, РЗМ, микротвердость по Виккерсу, предел прочность, микроструктура, рентгеноспектральный анализ.
1. Rioja J., Materials Science and Engineering A257 (1998) 100–107.
2. Gupta R.K., Niraj Nayan, Nagasireesha G., Sharma S.C. // Materials Science and Engineering A 420 (2006) 228–234.
3. Состав, текстура и анизотропия механических свойств сплавов Al-Cu-Li и Al-Mg-Li / Бецофен С.Я., Антипов В.В., Бецофен М.И. и др. // Деформация и разрушение матери-алов. 2015. №11. С. 10–26.
4. Lynch, S.P. Wanhill J.H., Byrnes R.T., Bray G.H. Fracture Toughness and Fracture Modes of Aerospace Aluminum–Lithium Alloys / S.P. Lynch, // Chapter 13 – pp. 416-456 in book: “Aluminum-Lithium Alloys. Processing, Properties and Applications” Elsivier Inc. 2014. P. 554–558.
5. Saccone A., Cacciamani G., Macci D., Borzone G., Ferro R., // Intermetallics, 6. 1998. Р. 201–215.
6. Xu Yue, Geng Jiping, Liu Yufeng // Journal of rare earths, 24. 2006. Р. 793–796.
7. Потенциодинамическое исследование сплава Al+6%Li с иттрием в среде электролита NaCl / Назаров Ш.А., Норова М.Т., Ганиев И.Н., Irene Calliari, Ганиева Н.И. // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2016. T.14. №2. С. 95–100.
8. Влияние лантана на анодное поведение сплава Al +6 % Li / Назаров Ш.А., Ганиев И.Н., Норова М.Т., Ганиева Н.И., Irene Calliari // Обработка сплошных и слоистых материа-лов. 2016. № 1 (44). С. 49–53.
9. Journal of Siberian Federal University. Engineering & Tech-nologies 5 (2015 8) P. 636–645.
10. Мирзоев Ш., Эшов Б., Бадалов А. Физико-химические свой-ства алюминонов РЗМ цериевой подгруппы. Германия: Изд. дом LAP Lambert Academic publishing, 2012, 105 с.
11. Wang M.J., Chen L., Wang Z.X. Effect of rare earth addition on continuous heating transformation of a high speed steel for rolls // J. Rare Earths, 2012. 30: 84.
12. Hu X.W., Jiang F.G., Yan H. Effects of rare earth Er additions on microstructure development and mechanical properties of die-cast ADC12 aluminum alloy. // J. Alloys Compd., 2012, P. 538–544.
13. Stanford N., Atwell D., Beer A., Daviesc C., Barnett M.R. Effect of microalloying with rare-earth elements on the texture of extruded magnesium-based alloys // Scripta Mater., 2008, 59: 772.
14. Chen K.H., Fang H.C., Zhang Z., Chen X., Liu G. // Mater. Sci. Eng.A 497 (2008)426.
15. Son H.T., Lee J.S., Kim D.G., Yoshimi K., Maruyama K. // J. Alloys Comp. 2009 P. 446–473.
16. Ганиев И.Н., Назаров Х.М., Одинаев Х.О. Сплавы алюми-ния с редкоземельными металлами. Душанбе: Маориф, 2004. 190 с.
17. Rioja R.J., Liu J. Metallurgical and materials transactions a volume 43A, september 2012. P. 25–33.
18. Shuhong Liu, Yong Du, Hailin Chen, Computer Coupling of Phase Diagrams and Thermochemistry 30. 2006. P. 33–34.
19. Cплавы редкоземельных металлов / Савицкий Е.М., Тере-хова В.Ф. и др. М.: Изд-во АН СССР, 1962. 268 с.