дов, имеющих решетку, подобную алюминию. Поэтому при эпитак-сиальном росте смещение решетки очень невелико. Совпадение решеток больше для А137Л по сравнению с А1В2 или ТЧС [45].

Схема действия титана по перитектической реакции состоит в следующем: при его содержании 0,12—0,15 % образуется соединение А137л. Необходимо уяснить, какова здесь роль бора, так как для прямого модифицирования при наличии Т1В2 нет оснований. Предполагается, что добавка В имеет двойной эффект: уменьшает растворимость П в алюминии и этим сдвигает перитектическую точку в сторону меньшего содержания титана: часть титана в Т1В2 заменяется алюминием, образуя СПА1)В2. Освобожденный титан реагирует с алюминием, а образующийся А13Т1 осаждается на частичках "ПВ2. М. В. Мальцев [49] на сплавах, содержащих до 25 % Си с добавками 0,5 % Т\ и 0,5 % Сг показал, что внутри дендритов располагаются иглообразные соединения АГП8, тогда как частицы А17Сг находятся по границам зерен, т. е. не оказывают модифицирующего действия. Это объясняется полным несоответствием структур, в то время как решетка А1аТ1 имеет большое структурное сходство с решеткой твердого раствора алюминия и по параметрам отличается всего лишь на 4,98 %. Для А132г эта разница составляет 7—8 %, и поэтому эффект модифицирования несколько меньше. Установлено, что Ре, Мп и другие элементы уменьшают растворимость титана в алюминии, поэтому частицы А13Т1 появляются при значительно меньших концентрациях титана, чем в двойных сплавах А1—7л, и начало модифицирования сдвигается в сторону меньших концентраций титана [43]. В сплавах системы А1— Си—ТП титан образует тройное соединение А1Т1Си2. В сплаве А1— 4% Си — 0,25 % 'П на основе алюминия технической чистоты в составе частиц А137л обнаружен кремний. В литейном сплаве марки АЛЗМ системы А1—Б1—Си с примесями М0, 2п и 2г, с добавкой 0,15—0,20 % "Л интерметаллид А13Т1 содержал 2 % Б1, 3,5 % 2г, 0,08 % 2п, 30 % Тл [50]. Таким образом, эффективное количество модификатора может быть различным в зависимости от того, уменьшают легирующие элементы растворимость его в алюминии или связывают в более сложные инактивные интерметаллиды.

Многие исследователи отмечают, что определенное влияние на эффект модифицирования оказывают не только модификаторы первого и второго рода, но и обычные примеси (Ре, Б1) и легирующие элементы. Так, кремний — растворимая в расплаве алюминия примесь, не обладающая свойствами поверхностно-активных веществ,— все же способствует определенному изменению структуры. Растворимость кремния в твердом алюминии намного меньше, чем в жидком. Поэтому во время роста кристаллы на поверхности обогащаются кремнием и затрудняют переход атомов алюминия из жидкой в твердую фазу, как и при наличии поверхностно-активных примесей типа натрия, возможно, с определенным запозданием. Это приводит к увеличению энергии активации. Подобного же действия следует ожидать при добавке меди. В практике сварочного производства эффект воздействия кремния и меди наблюдается лишь при содержании выше 3—5 % (по массе) каждого элемента. По другим данным примеси Ре до 0,5 % не ока-

зывают заметного влияния на растворимость Т\ в А1 и до0,9 %— в алю-миниево-магниевых сплавах [51]. Содержание Ре в первичной твердой фазе А13Т1 не превышает 0,03 %, Mg — 0,4 %.

О влиянии примесей нельзя строго судить на основании исследования только бинарных сплавов. Например, при содержании в двойном сплаве 0,01—0,05 % Т1 в слитке всегда образуются столбчатые кристаллиты, величина которых постепенно уменьшается. В то же время в сплавах с 0,2—0,4 % Ре или с дополнительной добавкой 0,2 % Б! введение 0,05 % ТЛ лишь незначительно измельчает структуру, сохраняя ее столбчатой. Добавка бора в лигатуру А1—Т1 способствует образованию алюминида титана при концентрациях 0,01 % Тц Максимальная степень модифицирования наблюдается при отношениях концентраций титана к бору 5:1. Бор расширяет область первичной кристаллизации алюминида титана в жидком алюминии. Полагают, что в лигатуре А1 — 5 % Т1 — 1 % В основной модификатор — алюминид титана, зародышем для которого служит Т'|В2. Если содержание бора выше концентрации титана, то эффект модифицирования отсутствует. Влияние других элементов на величину зерна алюминия характеризуют параметрическим коэффициентом Р = М с (1—К). Здесь К — коэффициент распределения, М —• атомная масса. Параметр М (1—К) для некоторых элементов имеет следующие значения [43]:|

Элемент Т1 Та № В V Ъх Ъ\Ре Си 2п Мп

М(\—К) 200 45 37 15 11 6,8 5,5 4 2,8 2,4 0,8 0,08

Чем выше значение параметра, тем мельче зерно. Однако имеются отклонения от указанной зависимости. Так, для кремния параметр Р = 5,5, а для железа Р — 2,8. Но кремний почти не влияет на зерно, тогда как при добавке железа структура алюминия измельчается. Если с увеличением содержания магния зерно измельчается (особенно при содержании его более 4 %), то цинк и кремний не оказывают заметного влияния на структуру. По мнению А. Оно [111, основной причиной измельчения первичных зерен является фактор, обусловливающий возникновение равноосных кристаллов. Так или иначе он связан с ликвацией модифицирующего элемента у основания растущих кристаллитов, обволакиванием их и торможением роста.

В настоящее время остается неясным, как взаимосвязаны между собой химические, кристаллографические и геометрические характеристики подложек для кристаллизации. Известное влияние оказывает размерный фактор, требующий, чтобы отклонение расстояния между атомами интерметаллического соединения и алюминия было минимальным. Этот фактор строго не подтверждается: по-видимому, его роль проявляется в сочетании с другими физико-химическими свойствами подложки. Особо важное значение имеет для измельчения зерна размер интерметаллидов. При каждом определенном размере изоморфных кристаллов наступает момент, когда дальнейшее измельчение зерна больше не зависит от количества вводимых или образующихся в расплаве частиц. При уменьшении размеров интерметаллидов достигаемый «предел» модифицирования сдвигается в область большего содержания модификаторов и соответственно меньшего размера зерна.