спавшийся матричный (А1) с
дисперсными выделениями метастабиль-ных частиц AJ3Zr и
частицами NiAl3 эвтектического происхождения, т. е. характер
микроструктуры близок к представленному на рис. 5.1, в на примере
сплава АД6Н4.
Приведенные выше примеры новых
высокопрочных и жаропрочных сплавов с большим количеством эвтектических
составляющих относились к сплавам с двухфазными эвтектиками. В то же время
известно, что чем больше фаз в эвтектике, тем дисперснее ее структура
(тоньше ветви кристаллов образующих ее фаз) при одинаковых условиях
кристаллизации. Этот эффект на практике и, в частности, для
целенаправленной разработки литейных сплавов ранее не
использовался.
В МИСиС была предпринята попытка
использовать многофазные эвтектики в качестве основы нового поколения
литейных алюминиевых сплавов со структурой, дисперсность которой в
условиях кристаллизации при очень больших скоростях охлаждения, типичных
для традиционных сегодняшних технологий литья, была бы близка к
дисперсности структуры быстроохлажденных сплавов (гранул, чешуек)
[8]. При этом, как показал анализ, уже в случае трехфазных эвтектик
можно добиться значительного увеличения объемной доли избыточных фаз
эвтектического происхождения (XQV) по сравнению с двойными
эвтектиками. Как видно из табл. 5.3, в тройных эвтектиках легко получить
IQV > 20 % (об.), в то время как в двойных эта величина
редко превосходит 10 % (об.). Увеличение объемной доли дисперсных
частиц фаз-упрочнителей тоже должно вносить вклад в повышение
характеристик прочности и жаропрочности многофазных эвтектик по
сравнению с двойными.
Изложенные соображения были
экспериментально подтверждены на примере сплавов системы AI—Ni—Се. В этой
системе образуются двойные эвтектики (AI) + Al3Ni и (А1) +
А14Се, а также трехфазная эвтектика (AI) + Al3Ni +
А14Се. Сравнительный анализ их микроструктуры после
кристаллизации в одинаковых условиях и высокотемпературного отжига
показал, что в тройной эвтектике при большей суммарной объемной доле фаз
Al3Ni и А14Се достигается их большая дисперсность.
Из рис. 5.2 следует, что в литом состоянии сечения ветвей кристаллов
эвтектических фаз значительно меньше 1 мкм, а после отжига их
компактные частицы имеют средний диаметр ~ 0,5 мкм. Это заметно меньше,
чем у частиц Al3Ni и А14Се в двойных эвтектиках (см.
рис. 5.1, в).
Сплав А1—12 % Се—5 % Ni,
легированный только 0,5 % Zr, уже превосходит сплав Al-6 % Ni—0,8 %
Zr по жаропрочности и механическим свойствам при комнатной температуре.
Естественно, что тройная эвтек-
