Реферат: Исследование применения сплавов системы Al-Mg-Si для производства поршней гоночных автомобилей
2.5. Диаграмма Al — Mg — Si
Эта простая по строению диаграмма состояния тщательно изучена. Хороший обзор по системе А1—Mg—Si выполнен авторами работ. В равновесии с алюминиевым твердым раствором находится соединение Mg2Si. Оно лежит на квазибинарном разрезе Аl—Mg2Si, отвечающем отношению концентраций Mg: Si=l,73. В табл. 10 приведены двойные и тройные нонвариантные реакции в области, богатой алюминием.
Таблица 2.10
НОНВАРИАНТНЫЕ РЕАКЦИИ В АЛЮМИНИЕВОМ УГЛУ ДИАГРАММЫ Al-Mg-Si
| Точки реакций на диаграмме | Реакция | Содержание элементов, % |
t, оC |
|||
| жидкость | А1 | |||||
| Мg | Si | Мg | Si | |||
| A | Ж à AI+Si | — | 12,5 | — | 1,65 | 577 |
| B |
Ж à А1 + Мg5Аl8 |
34,0 | — | 17,4 | — | 450 |
| C |
Ж à AI +Mg2Si |
8,15 | 7,75 | 1,17 | 0,68 | 595 |
|
D |
Ж à Al + Mg2Si + Si |
4,96 | 12,95 | 0,85 | 1,10 | 555 |
|
Е |
Ж à А1 + Мg2Si+ Мg5Аl8 |
32,2 | 0,37 | 15,3 | 0,05 | 449 |
Химический состав фаз Si, Мg5Аl8 и Mg2Si, участвующих в реакциях по-видимому, незначительно отличается от стехиометрического. Атомы магния и кремния в алюминиевом твердом растворе стремятся к образованию «молекул» Mg2Si. Растворимость Mg2Si в твердом алюминии в твердом состоянии несколько уменьшается, если содержание кремния превышает отношение концентраций Mg : Si=l,73
|
|
|
|
Алюминиевый угол диаграммы Аl—Mg—Si:
а — проекция поверхности ликвидус; б — распределение фазовых областей в твердом состоянии. Концентрации, отвечающие точкам А, В, С, D и Е, приведены в табл. 11 — линия квази-бинарного разреза
Соединение Mg2Si (63,2% Mg и 36,8% Si) обладает кубической решеткой (12 атомов в элементарной ячейке) с параметром а = 6,35н-6,40 А. Оно изоморфно фазам MgsGe, Mg2Pb, MgsSri, но имеет очень узкую область существования. Его температура плавления составляет 1087°С, плотность - 1,88 г/см3.
Таблица 2.11
ИЗМЕНЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ АЛЮМИНИЕВОГО ТВЕРДОГО РАСТВОРА, В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ
| t. °c | A, Mg | B | C | D | E, Si | |||
| Mg | Si | Mg | Si | Mg | Si | |||
| 595 | ----- | ----- | ----- | 1,17 | 0,68 | ---- | __ | __ |
| 577 | ___ | ----- | ____ | 1,10 | 0,63 | ----- | — | 1,65 |
| 552 | ___ | ----- | ____ | 1,00 | 0,57 | 0",83 | 1,06 | 1,30 |
| 527 | ___ | __ | ____ | 0,83 | 0,47 | 0,6 | 0,8 | — |
| 502 | ___ | __ | ___ | 0,70 | 0,40 | 0,5 | 0,65 | 0,80 |
| 452 | 17,4 | 15,3 | 0,1 | 0,48 | 0,27 | 0,3 | 0,45 | 0,48 |
| 402 | 13,5 | 11 | 0,0x | 0,33 | 0,19 | 0 22 | 0,3 | 0,29 |
| 302 | 6,7 | 5 | 0,0x | 0,19 | 0,11 | 0,1 | 0,15 | 0,06 |
В неравновесных условиях (после кристаллизации с большой скоростью охлаждения) появляется тенденция к локальной ликвации. При этом кристаллы кремния могут появляться в сплавах, где кремний должен входить в соединение Mg2Si. Благодаря ликвации соединение Mg2Si или Mg5Al8 может присутствовать в сплавах, которые в равновесном состоянии являются однофазными. Однако при получении материалов в полностью неравновесных условиях значительное различие в структуре отсутствует.
Поверхностное натяжение тройных сплавов уменьшается при введении магния и кремния. Магний увеличивает, а кремний уменьшает параметр решетки алюминия. Значение параметра решетки твердого раствора магния и кремния в алюминии меньше расчетного значения, полученного суммированием эффектов от раздельного введения магния и кремния. По данным работы, параметр решетки уменьшается в процессе старения. Однако это противоречит общепризнанным сведениям. Изучено изменение параметра решетки при деформации. Термический коэффициент линейного расширения сплавов, близких по составу к разрезу Al—Mg2Si, практически не отличается от алюминия. При большем содержании магния коэффициент несколько возрастает, при увеличении концентрации кремния снижается, но эти колебания незначительны. При отношении концентраций Mg: Si = 1,73 обнаруживается аномалия электросопротивления. Электросопротивление сплавов, содержащих l%Mg+Si, при 447°С составляет порядка 8,6—8,8 x 10-8 Ом-м, а в сплавах с отношением Mg:Si=l,73 оно падает ниже 8,5 x 10-10Ом-м. При комнатной температуре электросопротивление сравнительно невелико: 3—3,2-10-8 Ом-м у сплавов с 1—1,5% Mg2Si в полностью состаренном состоянии и 2,8—2,9x10-8 Ом-м — после отжига. Избыток кремния увеличивает, а избыток магния уменьшает электросопротивление;
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20
