laboratory assistant-researcher, student, II category electronic engineer of the Laboratory of Mechanical Testing and Electron Microscopy
лаборант-исследователь, студент, инженер-электроник II категории лаборатории механических испытаний и электронной микроскопии
Doctor of Sciences (Engineering), Associate Professor, senior researcher of the Laboratory of Electron Microscopy and Image Processing
доктор технических наук, доцент, старший научный сотрудник лаборатории электронной микроскопии и обработки изображений
PhD (Engineering), researcher of the Common Use Center “Technologies and Materials
кандидат технических наук, научный сотрудник Центра коллективного пользования «Технологии и Материалы НИУ "БелГУ"»
PhD (Engineering), leading researcher
кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник
Doctor of Sciences (Engineering), Professor, Pro-rector for Research and Innovative Activities
доктор технических наук, профессор, проректор по научной и инновационной деятельности
The purpose of the work is to study the influence of hafnium additives on the mechanical properties and thermal stability of particles at elevated temperature during heat treatment of aluminum alloys with a high magnesium content. Two modifications of 1570 alloy were chosen for the study: without hafnium content and with its addition of 0.5 % by weight. Both alloys were subjected to homogenizing annealing at a temperature of 440 °C with different exposure modes, which ranged from 2 to 100 h. Microhardness was studied for various heat treatment modes, and the fine microstructure was studied as well using transmission microscopy. As a result, it was possible to identify that during annealing at a short exposure time (2–8 h), the alloy with the hafnium addition has higher microhardness values exceeding those of 1570 alloy by an average of 20 HV units. This is associated with the fact that in 1570 alloy with hafnium additives, during heat treatment, the number of precipitated particles increases while their average size decreases compared to the base alloy. At the same time, in 1570 alloy without hafnium content, when annealed at a temperature of 440 °C, there is no increase in microhardness. This is caused by the fact that in 1570 alloy without hafnium content, when cooled after casting, discontinuous decomposition occurs, which resulted in the fact that most of the scandium precipitates from the supersaturated solid solution in the form of dispersoids. This phenomenon is not observed in the alloy with hafnium additives, which indicates its ability to stop discontinuous decomposition during cooling the ingot after casting.
Целью работы является изучение влияния добавок гафния на механические свойства и термостабильность частиц при повышенной температуре термической обработки алюминиевых сплавов с высоким содержанием магния. Для изучения был выбран сплав 1570 в двух модификациях: без содержания гафния и с его добавкой 0,5 % по массе. Оба сплава были подвергнуты гомогенизационному отжигу при температуре 440 °С с различными режимами выдержки, которые составили от 2 до 100 ч. Для различных режимов термической обработки изучалась микротвердость, а также с помощью просвечивающей микроскопии исследовалась тонкая микроструктура. В результате удалось установить, что в процессе отжига при малом времени выдержки (2–8 ч) сплав с добавкой гафния имеет более высокие показатели микротвердости, превосходя показатели сплава 1570 в среднем на 20 HV. Это связано с тем, что в сплаве 1570 с добавками гафния при термообработке увеличивается количество выделяющихся частиц при одновременном уменьшении их среднего размера по сравнению с базовым сплавом. В то же время в сплаве 1570 без содержания гафния при его отжиге при температуре 440 °С роста микротвердости не происходит. Это обусловлено тем, что в сплаве 1570 без содержания гафния при остывании после литья происходит прерывистый распад, в результате которого большая часть скандия выделяется из пересыщенного твердого раствора в виде дисперсоидов. В сплаве с добавками гафния такого явления не наблюдается, что свидетельствует о его способности останавливать прерывистый распад в процессе охлаждения слитка после литья.