Влияние скандия на физико-химические свойства сплава АМг4 Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

Аннотация научной статьи по технологиям материалов, автор научной работы — Иброхимов Сухроб Жанайдуллоевич, Эшов Бахтиёр Бадалович, Ганиев Изатулло Наврузович, Иброхимов Насим Файзуллоевич

В работе изучено структура сплава АМг4 легированным скандием и методом термогравиметрии исследовано окисление твёрдого алюминиево-магниевого сплава АМг4, содержащего скандия в атмосфере воздуха. Установлено кинетические и энергетические параметры процесса окисления. Определено удельная теплоемкость исследуемых сплавов.

INFLUENCE SCANDIUM ON THE PHYSICOCHEMICAL PROPERTIES OF THE ALLOY AMG

In this paper we studied the structure of the alloy doped with scandium AMg4 and investigated by thermogravimetric oxidation of solid aluminum-magnesium alloy AMg4 containing scandium in air. The kinetic and energetic parameters of the oxidation process. Determined the specific heat of the alloys.

Текст научной работы на тему «Влияние скандия на физико-химические свойства сплава АМг4»

УДК 669.715. 620.193

ВЛИЯНИЕ СКАНДИЯ НА ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СПЛАВА АМг4

'Таджикский технический университет им. академика М.С. Осими, г. Душанбе 2 Институт химии им.В.И. Никитина АН Республики Таджикистан, г. Душанбе

Поступила в редакцию 15.04.2014

Ключевые слова: структура, твердость, кинетика окисления - сплав АМг4 - термогравиметрия -продукты окисления, теплоемкость, теплоотдача.

Главный недостаток алюминия как конструкционного материала - это малая прочность, поэтому для упрочнения его обычно сплавляют с небольшим количеством меди и магния.

Сплавы системы Al-Mg характеризуются сочетанием удовлетворительной прочности, хорошей пластичности, очень хорошей свариваемости и коррозионной стойкости. В сплавах этой системы, содержащих до 6 % Mg, образуется эвтектика соединения Al3Mg2 c твердым раствором на основе алюминия. Согласно диаграмме состояния системы Al-Mg, при температуре эвтектики (4500С) в алюминии растворяется 17,4 % Mg. При понижении температуры растворимость уменьшается [1].

Наиболее широкое распространение в промышленности получили сплавы с содержанием магния от 1 до 5 %. Сплавы с содержанием магния до 3 % (по массе) структурно стабильны при комнатной и повышенной температуре. Увеличение содержания магния свыше 6 % приводит к ухудшению коррозионной стойкости сплава.

В рамках данной работы исследовано влияние скандия на структуру, окисляемость, теплоемкость и твердость сплава АМг4.

Для получения сплавов были использованы алюминий марки А7 и промышленная лигатура на основе алюминия, содержащая 2.0 масс. % скандия. Содержание скандия в сплаве АМг4 составляло 0.01; 0.05; 0.1 и 0.5 масс. %. Сплав АМг4 был

Иброхимов СухробЖанайдуллоевич, старший преподаватель. E-mail: suhrob-73@list.ru

Эшов Бахтиёр Бадалович, ведущий научный сотрудник. E-mail: ishov1967@mail.ru

Ганиев Изатулло Наврузович, академик АН Республики Таджикистан, доктор химических наук, профессор, заведующий лабораторией "Коррозионностойкие материалы". E-mail: E-mail: ganiev48@mail.ru

Иброхимов Насим Файзуллоевич, аспирант кафедры материаловедения ТТУ.

получен в вакуумной печи сопротивления типа СНВ-1.1.1/16ИЗ. Легирование сплава АМг4 лигатурой осуществляли в открытых шахтных печах типа СШОЛ.

Структуру сплавов изучали с помощью металлографического микроскопа МИМ-7 при увеличениях 200 крат. Твердость сплавов по Бринеллю измерили согласно стандартной методике на приборе ТШ-2. Среднее значение определили по результатам 5 измерений.

Структура сплава АМг4, легированного скандием представляет собой - твердый раствор с включением эвтектики ( а-Al+Mg5Al8), количество и размер которой зависят от содержания скандия в сплаве. Сплавы с относительно малыми добавками скандия характеризуются довольно крупно зернистой микроструктурой. Дальнейшее повышение содержания скандия измельчает микроструктуру, и она становится однородной и мелкозернистой.

Кинетику окисления изучали методом термогравиметрии, основанной на непрерывном взвешивание образца подвешенного на откалибро-ванной молибденовой пружине с помощью катетометра КМ-8 при постоянной температуре [2,3]. Результаты исследования влияния скандия на кинетические параметры процесса окисления сплава АМг4 приведены в табл. 1.

Добавка скандия в количестве 0.01 масс. % незначительно снижает скорости окисления исходного сплава. Добавки скандия влияют на окис-ляемость алюминия таким же образом [3]. Дальнейшее повышение концентрации скандия в пределах исследованных составов также снижают скорости окисления. Если, при легировании сплава 0.05 масс. % скандием при температуре 773К скорость окисления составляет 4.6-10-3 кг/м2-сек, то при этой же температуре и увеличении концентрации легирующей добавки в два раза

Рис. 1. Микроструктура (X 200) сплава АМг4, легированного скандием (содержание скандия в сплавах указано на рисунке)

Таблица 1. Кинетические и энергетические параметры процесса окисления твердого алюминиевого сплава АМг4, легированного скандием

Содержание скандия в Температура Истинная скорость Кажущаяся энергия

сплаве АМг4, масс. %. окисления, К окисления, К-10"3 активации, кДж/моль

📎📎📎📎📎📎📎📎📎📎