2 / 12
70
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. «Машиностроение». 2016. № 3
Zr и Sc [1–17]. Они имеют повышенные характеристики пластичности,
вязкости разрушения и минимальную анизотропию свойств. Содер-
жание легирующих элементов указанных сплавов находится в интер-
валах (% масс.): 2,8
…
4,5 Cu; 0,8…1,7 Li; 0,3
…
1,0 Mg при разных соот-
ношениях концентраций Cu и Li. Основные легирующие элементы Cu,
Li и Mg создают упрочняющие метастабильные фазы в процессе ста-
рения. Скандий и цирконий модифицируют структуру и повышают
температуру рекристаллизации. Серебро и цинк интенсифицируют вы-
деления упрочняющих фаз.
Для обеспечения более высокой вязкости разрушения в зарубеж-
ных сплавах рекомендуется придерживаться следующего соотноше-
ния: (Cu + 5/3 % Li) < 5,2 [16, 17]. С учетом этих рекомендаций указан-
ные сплавы можно разделить на две условные группы: сплавы 2198,
2060 с более высокой вязкостью разрушения при концентрации Cu и
Li менее 5,2 и сплавы 2099, 2397 с более низкой вязкостью разрушения
при концентрации элементов более 5,2 [5–7].
Комплекс свойств сплавов зависит не только от химического со-
става сплавов и режимов термической обработки, но и от сформиро-
ванной в полуфабрикатах структуры, которая во многом наследуется
от структуры слитков.
Цель настоящего исследования
—
оценка влияния соотношения
основных легирующих элементов
на изменение структуры и фазового
состава модельных сплавов на основе системы Al–Cu–Li–Mg.
Методика проведения исследований.
Работа выполнялась на
слитках диаметром 70 мм из модельных сплавов трех составов систе-
мы Al–Cu–Li–Mg с различным содержанием меди, лития и магния, как
в сплавах 2099, 2397 2198, 2060 (табл. 1) [5–8].
Плавку проводили в
электрической печи сопротивления с использованием шамотно-графи-
тового тигля номинальной емкостью 10 кг. Структуру слитков в литом
и гомогенизированном состояниях исследовали на
световом микроско-
пе Olympus GX51 после травления в азотной кислоте.
Таблица 1
Химический состав модельных сплавов системы Al–Cu–Li (% масс.)
Номер
условной группы
Номер
сплава
Cu
Li
Mg
Cu + 5/3 % Li,
% масс.
1
1
3,6
0,8
1,0
4,94
2
3,2
0,95
0,3
4,78
2198
3,5
1,0
0,3
5,17
2060
3,8
0,8
0,4
5,14
2
3
3,2
1,45
0,4
5,62
2099
2,7
1,7
0,4
5,54
2397
2,8
1,6
0,3
5,47