характер и величину дендритной неоднородности в сплавах А1—Си установлено, что независимо от скорости кристаллизации (0,05— 1,5 мм/с) наблюдается равномерное распределение примеси по объему стволов дендритов и резкое возрастание концентрации примесей в меж-дуосных пространствах, представляющих собой участки шириной несколько микрометров. Увеличение скорости кристаллизации приводит к уменьшению толщины стволов дендритов (т. е. пространства, прилегающего к осям) и обогащенных междуосных пространств, однако характер распределения примесей остается тот же.

Установлено, что при увеличении скорости кристаллизации в интервале затвердевания одновременно с уменьшением ширины осевых и междуосных пространств происходит уменьшение содержания примеси в междуосных пространствах:

V, мм/с0,0740,150,200,45

Си, % (по массе) 25,0 — 30,0 24,0 — 26,6 18,0 — 22,0 16,0—18,0

Полученные в данной работе результаты в принципе согласуются с выводами [26] и др. Отличие заключается в том,что принятая в ней методика количественной микрорентгенографии обладает большой локальностью.

Типичная картина неоднородности соединения, полученного при аргонодуговой сварке сплава 1201, представлена на рис. 33 (Сплав содержит 6,2 % Си, 0,33 % Мп, 0,06 % Ті, 0,05 % Ъх, 0,2 % Ре,

2*

ЗОшиА

аб Расстояние, мхм

Рис. 33. Диаграммы распределения меди, железа н кремния в сварном соединении прн АДС сплава 1201: с — основной металл: 6 — ЗТВ и шов.

0,3 % БО. Видно, что наибольший уровень неоднородности по меди' наблюдается в основном металле и ЗТВ — от 4 до 26 %. При этом меньшие значения относятся к твердому раствору алюминия, а большие — к включениям 0-фазы или скоплениям эвтектики (а + А12Си). В металле шва соответствующие отклонения по содержанию меди составляют 2—20 %. Это свидетельствует о большей однородности шва по 'сравнению с ЗТВ и основным металлом, что связано с меньшими размерами шва. Протяженность участков с повышенным содержанием меди в металле шва также меньше: 4—7 мкм против 5—¡5 мкм в основном металле. Соответствующие значения для кремния составляют 0—12 % в основном металле и ЗТВ и 0—2 % в металле шва. В еще более узких пределах наблюдаются отклонения по содержанию железа (0—5 % в основном металле и 0—2 % в шве).

Неоднородность по слоям кристаллизации металла шва количественно замерить труднее, чем на слитке.так как диаметр замеряемого участка обычно не превышает 1—2 мкм, что весьма близко к размерам пограничной области каждого слоя. При внимательном рассмотрении в пределах каждого слоя на поверхности металла можно заметить тончайшую светлую прослойку, которая характеризует как бы «предварительную» остановку в процессе кристаллизации. Эта остановка не находится строго посередине средней, части, а располагается ближе к ее конечной части. В поперечном сечении металла шва на шлифе такая прослойка не выявляется.

В слитке желательно сразу получить оптимальную структуру, так как наследственность ее сказывается даже после термообработки, включая интенсивную деформацию. В сварных швах тем более важно обеспечить необходимую однородную и дисперсную структуру уже непосредственно при затвердевании, поскольку здесь обычно нет последующей термообработки. Следует иметь в виду, что мелкое зерно не всегда гарантирует лучшие физико-химические характеристики, особенно в многокомпонентных сплавах и в материалах, предназначенных для интенсивной деформации. В этом случае предпочтительнее мелкодендритная структура, которая способствует более равномерному распределению фаз и включений, чем мелкое зерно. Во многих случаях такая мелкодисперсная структура совпадает с мелким зерном. Известно, что чем быстрее охлаждение, тем меньше размеры зерен. Одним из факторов измельчения структуры является сокращение времени затвердевания. В то же время в сплавах сетка, состоящая из эвтектики или интерметаллидов и разделяющая зерна, может препятствовать их росту даже при более продолжительном пребывании при повышенной температуре. В общем измельчение зерен в слитке наиболее рационально получать путем увеличения числа зародышей.

Способы устранения, снижения уровня неоднородности и измельчения структуры можно условно разделить на технологические и физико-химические. К первым относится выбор различных технологий и режимов (перемешивание металла в сварочной ванне в процессе сварки и др.), т. е. методы, обеспечивающие увеличение скорости кристаллизации и минимальные размеры шва. Чем выше скорость сварки, тем меньше степень неоднородности. К физико-химическим способам отно-