Расчет эффективного интервала кристаллизации и его связь с горячеломкостью сплавов на основе систем Mg–Al и Mg–Zn

Магниевые сплавы систем Mg–Al и Mg–Zn имеют широкий эффективный интервал кристаллизации (ЭИК) и, как следствие, склонны к горячеломкости при литье. Существует несколько методик анализа и расчета горячеломкости магниевых сплавов, но они являются очень трудоемкими. В связи с этим цель исследования – разработать модель расчета показателя горячеломкости (ПГ) по величине расчетного эффективного интервала кристаллизации, установив и проанализировав их связь в двойных и многокомпонентных сплавах на основе систем Mg–Al и Mg–Zn. Расчет ЭИК проведен с использованием программы Thermo-Calc (база данных TTMG3). ЭИК рассчитывался как разница между температурой образования заданного количества твердых фаз и температурой неравновесного солидуса. Показана хорошая корреляция рассчитанных значений ЭИК с ПГ как в двойных, так и в многокомпонентных магниевых сплавах. В сплавах системы Mg–Al расчетные зависимости ЭИК при 90 % твердых фаз (ЭИК₉₀) показывают наилучшую корреляцию с экспериментальными значениями ПГ. В двойных сплавах системы Mg–Zn наблюдается качественно такая же зависимость. Однако четкой корреляции между ЭИК и ПГ не отмечено. Наиболее близкий характер демонстрируют зависимости ЭИК₆₅ и ЭИК₈₀. По связи ПГ и ЭИК рассмотренные многокомпонентные сплавы в первом приближении разделены на 2 группы: первая – сплавы системы Mg–Al–Zn, вторая – Mg–Zn–Zr и Mg–Nd–Zr. В пределах этих групп зависимость ПГ и ЭИК имеет близкий к линейному характер. Для описания зависимости всех сплавов можно применить одно уравнение при условии использования в расчетах ЭИК₆₅ для сплавов Mg–Al–Zn и ЭИК₉₀ для сплавов Mg–Zn–Zr и Mg–Nd–Zr. Предложенная модель позволит легко и быстро произвести расчет ПГ, что весьма актуально при разработке новых высокотехнологичных магниевых сплавов.