Структура и механические свойства алюминиевого сплава АК12Д, подвергнутого обработке трением с перемешиванием

Применение обработки трением с перемешиванием (ОТП) для модифицирования структуры сплавов системы Al–Si, в частности фрагментации крупных частиц кремния, может приводить к повышению уровня механических свойств. Данная работа направлена на локальное поверхностное упрочнение алюминиевого сплава АК12Д (система Al–Si–Cu–Ni–Mg) при ОТП и последующей упрочняющей термической обработке Т6. Исследовано влияние параметров ОТП и последующей термообработки на структуру, микротвердость и твердость сплава АК12Д. ОТП проводили при скоростях вращения и подаче обрабатывающего инструмента 2000 об/мин и 8, 16 мм/мин соответственно. Последующую упрочняющую термообработку Т6 проводили по стандартному режиму для сплава АК12Д. В работе показано, что обработка трением с перемешиванием при скорости вращения 2000 об/мин и скорости подачи 8 мм/мин способствовала формированию монолитной и бездефектной зоны обработки. Исследование показало, что формируемая микроструктура неоднородна из-за влияния различных термомеханических эффектов. Наиболее интенсивно структурные изменения протекали в зоне перемешивания. Обработка трением с перемешиванием и последующая термообработка привели к фрагментации первичных фаз и частичному растворению интерметаллидных частиц в α-Al твердом растворе с последующим его распадом и образованием вторичных фаз. Кроме того, ОТП и последующая термообработка T6 привела к формированию мелкозернистой структуры, близкой к равноосной. Значения микротвердости сплава АК12Д после исследуемой обработки изменялись немонотонно и зависели от структуры в различных зонах. При этом значения твердости по Бринеллю после ОТП и последующей термообработки увеличивались по сравнению с исходным термообработанным состоянием.