Национальный исследовательский технологический институт «МИСиС», Москва, Россия:

А. В. Колтыгин, доцент, каф. технологии литейных процессов, эл. почта: misistlp@mail.ru
А. А. Никитина, аспирантка, учебный мастер, каф. технологии литейных процессов
В. Е. Баженов, ст. преподаватель, мл. науч. сотр., каф. технологии литейных процессов

С применением моделирования диаграммы состояния системы Mg – Al – Ca – Mn в программе Thermo-Calc рассмотрен ход кристаллизации сплавов Mg – 6,3 % Al – 3,7 % Ca – 0,3 % Mn и Mg – 4,5 % Al – 2 % Ca – 0,5 % Mn. Изучен их фазовый состав в равновесных условиях. Полученные литые образцы сплавов были подвергнуты длительному (20–100 ч) отжигу при температуре 490–500 ^оС. Морфология выделений фазы Al₂Ca изучена путем глубокого травления образцов с целью удаления магниевого твердого раствора (Mg), при этом фаза Al₂Ca практически не подвергалась вытравливанию и была хорошо видна при использовании методов сканирующей электронной микроскопии. При изучении литых образцов установлено, что эвтектические выделения фазы Al₂Ca имеют форму пластин или иероглифов. Исследовано влияние термообработки на морфологию эвтектических выделений фазы Al₂Ca в сплавах. Отмечено, что в процессе отжига изученных сплавов происходит изменение формы эвтектических включений с пластинчатой на компактную, что должно благоприятно сказаться на механических свойствах сплавов.

Работа выполнена в рамках государственной работы «Проведение научно-исследовательских работ (фундаментальных научных исследований, прикладных научных исследований и экспериментальных разработок)» государственного задания Минобрнауки России в сфере научной деятельности на 2014–2016 гг. (задание № 2014/113).

1. Luo A. A. Magnesium: Current and potential automotive applications // Journal of Metals. 2002. Vol. 54, iss. 2. P. 42–48.
2. Wenwen D., Yangshan S., Xuegang M., Feng X., Min Z., Dengyun W. Microstructure and mechanical properties of Mg–Al based alloy with calcium and rare earth additions // Materials Science and Engineering: A. 2003. Vol. 356, iss. 1–2. P. 1–7.
3. Bamberger G. M., Dehm G. Trends in the Development of New Mg Alloys // Annual Review of Material Research. 2008. Vol. 38. P. 505–533.
4. Suzuki A., Saddock N. D., Jones J. W., Pollock T. M. Solidification paths and eutectic intermetallic phases in Mg–Al–Ca ternary alloys // Acta Materialia. 2005. Vol. 53, iss. 9. P. 2823–2834.
5. Aljarrah M., Medraj M. Thermodynamic modelling of the Mg–Ca, Mg–Sr, Ca–Sr and Mg–Ca–Sr systems using the modified quasichemical model // Calphad. 2008. Vol. 32, iss. 2. P. 240–251.
6. Рохлин Л. Л., Никитина Н. И., Волченкова В. А. Исследование богатых магнием сплавов Mg–Al2Ca // Металлы. 2006. № 2. C. 104–108.
7. Tkachenko V. G., Kim K. H., Moon B. G., Vovchok A. S. Design and microstructural analysis of magnesium alloys for dynamical applications // Journal of Materials Science. 2011. Vol. 46, iss. 14. P. 4880–4895.
8. Terada Y., Ishimatsu N., Mori Y., Sato T. Eutectic Phase Investigation in a Ca-added AM50 Magnesium Alloy Produced by Die Casting // Materials Transactions. 2005. Vol. 46, No. 2. P. 145–147.
9. Koltygin A. V., Bazhenov V. E., Belova E. A., Nikitina A. A. Development of a magnesium alloy with good casting characteristics on the basis of Mg–Al–Ca–Mn system, having Mg–Al₂Ca structure // Journal of Magnesium and Alloys. 2013. Vol. 1, iss. 3. P. 224–229.
10. Lados D. A., Apelian D. Solution Treatment Effects on Microstructure and Mechanical Properties of Al–(1 to 13 Pct)Si–Mg. Cast Alloys // Metallurgical and Materials Transactions: B. 2011. Vol. 42B. P. 171–180.
11. Tillová E., Chalupová M., Hurtalová L., Bonek M., Dobrzaski L. A. Structural analysis of heat treated automotive cast alloy // Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering. 2011. Vol. 47, iss. 1. P. 19–25.
12. El-Labban H. F., Mahmoud E. R. I. Modification of microstructures for hypoeutectic, eutectic and hypereutectic Al–Cu binary alloys // International Journal of Cast Metals Research. 2015. Vol. 28, iss. 2. P. 81–88.
13. Gupta A. K., Prasad B. K., Pajnoo R. K., Das S. Effects of T6 heat treatment on mechanical, abrasive and erosive-corrosive wear properties of eutectic Al–Si alloy // Transactions of Nonferrous Metals Society of China.
2012. Vol. 22, iss. 5. P. 1041–1050.
14. Белов Н. А., Савченко С. В., Белов В. Д. Атлас микроструктур промышленных силуминов. — М. : МИСиС, 2009. — 204 с.
15. Сомов А. И., Тихоновский М. А. Эвтектические композиции. — М. : Металлургия, 1975. — 304 c.