Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор жтературы и постановка задачи исследования... 9
1.1. Современные представления о механизме модифици рования металлов и сплавов 10
1.1.1. Теории зародышеобразования. 10
1. 1.2. Адсорбционно-коллоидная теория 16
1.1.3. Модели микронеоднородной структуры жидких расплавов 19
1.1.4. Теории электронного взаимодействия атомов,... 23
1.2. Анализ теории модифицирования и постановка задачи исследования. 25
1.2.1. Анализ теории модифицирования 25
1.2.2. Механические свойства и микроструктура материала 28
1.2.3. Связь механических свойств с микронапряжениями, когерентностью блоков мозаики 30
1.2.4. Связь механических свойств с плотностью и энергией дефектов упаковки 33
1.2.5. Электронная структура и свойства материалов. 37
1.2.6. Постановка задачи исследования .Л 39
2. Материалы и методика выполнения эксперимента 41
2.1. Выбор материалов для исследования 41
2.2. Методика рентгеноструктурного анализа 43
2.3. Определение концентрации дефектов упаковки. Оценка энергии дефектов упаковки 45
2.4. Микрорентгеноспектральный анализ 47
2.5. Методы физических исследований 51
3. Структура и свойства литого модифицированного алюминия и его сплавов ... 58
3.1. Микроструктура и свойства сплавов 58
3.1.1. Величина зерна и механические свойства модифицированных материалов 58
3.1.2. Механические свойства и характер распределения второй фазы 87
3.1.3. Текстура и механические свойства сплавов. 100
3.2. Оценка вероятности, энергии дефектов упаковки модифицированных сплавов и корреляции их с механическими свойствами 112
3.3. Механические и физические свойства модифицированных материалов 120
4. Природа влияния модификатора на свойства литого алюминия 152
Выводы 189
5. Выбор модифицирущего комплекса для улучшения свойств вторичных алюминиевых материалов. 191
Выводы 204
Литература 207
Приложение 226
- Модели микронеоднородной структуры жидких расплавов
- Связь механических свойств с микронапряжениями, когерентностью блоков мозаики
- Определение концентрации дефектов упаковки. Оценка энергии дефектов упаковки
- Величина зерна и механические свойства модифицированных материалов
Введение к работе
Технический прогресс в литейном производстве тесно связан с технико-экономической эффективностью внедрения новых прогрессивных материалов, точных способов литья заготовок, позволяющих снизить вес, повысить размерную точность, улучшить товарный вид заготовок.
Алюминий и его сплавы, обладая комплексом уникальных физико-механических и технологических свойств служат незаменимыми конструкционными материалами для нужд различных областей промышленности.
В настоящее время в СССР и за рубежом происходит интенсивное расширение областей применения деформируемых и литейных алюминиевых сплавов.
В связи с этим, важной задачей становится проблема рационального использования вторичного алюминиевого сырья. Внедрение в промышленность более дешевых вторичных алюминиевых сплавов обеспечивает экономию дефицитных первичных материалов, позволяет более полно использовать отходы производства и лом, значительно экономит электроэнергию.
В четвертом пятилетнем плане республики Нигерия особое внимание уделено развитию металлургии, нефтяной и газовой промышленности - отраслей, составляющих основу индустрии и работающих на местном сырье.
Введены в действие многие заводы металлургического профиля. Среди них крупнейший металлургический комплекс Аджаокута, построенный при техническом содействии Советского Союза, на котором планируется наладить производство отливок из вторичного алюминиевого сырья. Использование вторичных материалов позволит ослабить зависимость металлургической промышленности от зарубежных источников сырья. Однако, вторичные алюминиевые сплавы имеют достаточно низкий комплекс механических свойств и не отвечают требованиям современной индустрии. Поэтому улучшение свойств вторичных алюминиевых материалов является в настоящее время важнейшей задачей, стоящей перед промышленностью.
Низкий уровень механических и технологических свойств вторичных сплавов объясняется содержанием значительного количества вредных примесей, в частности, меди и железа.
Ликвационные процессы, протекающие при кристаллизации, приводят к значительному увеличению количества интерметаллидных фаз, нерастворимых в твердом растворе. Выделение интерметаллидов в виде хрупких включений по границам зерен приводит к резкому снижению пластичности и прочности, ухудшению технологических свойств.
Одним из наиболее простых и универсальных методов воздействия на процесс кристаллизации, оказывающих влияние на структуру и свойства литых материалов,является модифицирование. Однако, несмотря на наличие значительного количества работ в этой области, природа этого явления еще далеко не изучена и гипотезы, высказанные для объяснения изменений, происходящих в структуре сплавов, до сего времени не нашли еще удовлетворительного экспериментального подтверждения. Поэтому подбор режимов модифицирования производится экспериментально, и результаты модифицирования не стабильны в производственных условиях.
Объясняется это тем, что почти все теории модифицирования рассматривают влияние добавок на процесс зародышеобразования и роста кристаллов, предполагая, что наблюдающиеся при этом изменения зерна приводят к улучшению свойств сплава.
Влияние модификаторов на различные структурные характеристики, на их вклад в получение тех или иных свойств модифицированного материала недостаточно изучено.
Исходя из изложенного, целью настоящей работы является изучение влияния модификаторов на важнейшие характеристики структуры, установление корреляционной связи их со свойствами материала с целью улучшения на этой основе свойств вторичных алюминиевых материалов.
Для достижения этой цели сформулированы следующие задачи исследования:
- изучить влияние модификаторов на основные параметры структуры литых алюминиевых материалов ;
- исследовать взаимосвязь параметров структуры со свойствами материала ;
- выделить параметры структуры литых сплавов, оказывающие превалирующее влияние на их механические свойства ;
- определить особенности воздействия модификатора на структуру материала и выделить наиболее эффективные для улучшения свойств литых алюминиевых сплавов ;
- опираясь на полученные результаты, разработать на основе . вторичного алюминиевого сырья литые материалы с приемлемыми механическими свойствами.
В работе выполнены исследования влияния модификаторов на размер зерна, характер распределения эвтектической составляющей в сплаве, энергию дефекта упаковки, физическое уширение, физические и механические свойства литых материалов.
Установлено, что модифицирование вызывает изменение размеров дендритных зерен металлической основы и перераспределение легирующих элементов между фазами. При модифицировании наблюдается также изменение характера распределения и формы эвтектической составляющей и тонкой структуры сплава.
Для модифицированных материалов не всегда наблюдается корреляционная связь между изменениями линейных размеров зерна и механическими свойствами материала. Не наблюдается также корреляционной связи между количеством и характером распределения эвтектической составляющей.
Имеется связь между механическими свойствами, вероятностью и энергией дефектов упаковки модифицированных алюминиево-цинко-вых сплавов. Повышение энергии дефектов упаковки сопровождается повышением пластических свойств сплава.
Показано, что введение модификаторов вызывает искажение решетки алюминия, сопровождающееся увеличением числа дефектов и центров их закрепления. Локализация электронов атомов модификатора вызывает локальные искажения решетки и увеличение дефектов кристаллического строения алюминия.
Степень упрочнения алюминия зависит от электронной конфигурации элемента-модификатора. Наибольшее упрочнение алюминия вызывают добавки элементов, имеющих большую степень локализации валентных электронов.
Изученные взаимосвязи изменения структуры и свойств алюминиевых материалов при модифицировании послужили основой для выбора модификаторов, обеспечивающих необходимый уровень механических свойств вторичного алюминиевого сплава типа АК5М2.
Выполненные исследования показали принципиальную возможность улучшения свойств вторичных алюминиевых сплавов путем модифицирования.
На основе вторичного алюминиевого сплава АК5М2 разработаны материалы, имеющие в литом состоянии приемлемый уровень механических свойств.
Полученные результаты и материалы являются перспективными для их внедрения в промышленность в целях использования вторичного сырья и экономии первичных шихтовых материалов.
В связи с изложенным, на защиту выносятся:
- результаты исследований по влиянию модификаторов на микроструктуру, тонкую структуру, физические и механические свойства литого алюминия и сплавов алюминий-медь, алюминий-цинк;
- сведения, характеризующие взаимосвязь микроструктуры, тонкой структуры алюминия и сплавов алюминий-медь, алюминий-цинк с их свойствами ;
- теоретический анализ природы упрочнения литого алюминия при модифицировании ;
- результаты исследований, посвященные разработке составов литых вторичных сплавов с приемлемыми свойствами.
Модели микронеоднородной структуры жидких расплавов
В последнее время высказываются новые взгляды на механизм воздействия модификаторов на процесс зарождения центров кристаллизации . К.Н.Ермолаев, А.А.Вертман, А.М.Самарин [48J основываясь на физической модели гетерогенного состояния расплавленных металлов, отождествляют модифицирующее действие поверхностно-активных и инактивных элементов. Механизм модифицирования видят в том, что ограниченно растворимые в твердом металле элементы-модификаторы скапливаются в разупорядоченных областях расплава. Результатом этого являются стабилизация и рост кластеров, превращение их при температурах близких к температурам плавления в центры кристаллизации . И.В.Гаврилин, Г.С.Ермаков, Г.В.Каллиопин рассматривают инородные частицы размером в несколько десятков ангстрем как ядра, на которых образуется оболочка из кластеров, устойчивых при температурах больших, чем температура плавления металла [49, 50J . Такие кластеры, по мнению авторов достигают критических размеров центров кристаллизации. В.С.Чернов, Ф.И.Бусол [бі] исходя из того, что поверхностная активность или инактивность добавок не всегда характеризует их модифицирующее действие, высказывают мнение, что эффект модифицирования зависит только от различия их растворимости в жидком и твердом металле и заключается в развитии концентрационного уплотнения и переохлаждения перед фронтом кристаллизации, независимо от ее поверхностной активности. Величина концентрационного переохлаждения может быть определена из выражения: где г - критерий, характеризующий условие возникновения и величину концентрационного переохлаждения ; CL - температурный градиент в жидкости ; ]) - коэффициент диффузии примеси в жидкости ; ДТ - интервал кристаллизации ; V - скорость перемещения фронта кристаллизации.
Из этого выражения следует, что величина концентрационного переохлаждения пропорциональна температурному интервалу кристаллизации. По величине ДТ , которая легко определяется из диаграмм состояния, можно характеризовать склонность сплава к возникновению концентрационного переохлаждения. Г.С.Ершов, В.Н.Черняков [_52j рассматривая воздействие примесей на процесс зарождения кристаллов, в рамках модели микронеоднородной структуры жидких металлов, считают, что это воздействие заключается прежде всего во влиянии примесей на размеры и устойчивость кластеров в жидком металле перед началом кристаллизации . Модификаторы первого рода служат центром кристаллизации, т.е. фактически эти частицы являются ядрами, на поверхности которых группируются отдельные кластеры. Комбинация из ядра и окружающей кластерной оболочки должна быть термодинамически устойчивой не только при температуре кристаллизации, но и при более высокой температуре. Исходя из условия минимума свободной энергии при образовании поликластера получено выражение для определения его радиуса,т.е. определены условия,при которых частицы могут становиться модификаторами первого рода. где "о - радиус отдельного кластера ; Дг - изменение удельной объемной свободной энергии при образовании ядра ; Шул - изменение удельной объемной энергии при образовании кластерной оболочки ; Из уравнения следует: - ядро может быть только твердым, так как для получения Г, превышающего радиус отдельного кластера IQ под корнем должна быть сумма, а не разность.
Для этого в свою очередь ur Q , так как An,, при температурах больших температур плавления всегда положительно ; - поликластер будет иметь тем большие размеры, чем больше абсолютная величина Дг я ; следовательно, вещество ядра должно быть как можно более тугоплавким ; - ядро должно образовывать самостоятельную фазу, т.е. быть нерастворимым в расплаве ; - вещество должно обладать проводимостью металлического типа, так как для этого класса веществ радиус поглощения имеет наибольшую величину (10-100 А ) и, следовательно, получение эффективных ядер из веществ данного класса практически наиболее осуществимо.
Сформулированные выше условия, которым должны удовлетворять эффективные ядра поликластеров по мнению авторов, позволяют произвести отбор конкретных веществ, которые могут быть использованы в качестве центров кристаллизации - модификаторов первого рода. Для выбора модификаторов второго рода авторы предлагают следующий подход. Прежде всего необходимо учитывать, что жидкие металлические расплавы имеют микронеоднородные строения, в которых можно выделить три структурные зоны: зону кластеров, генетически связанных со структурой твердого вещества ; относительно устойчи о вых образований с размерами 10-100 А при температуре равной температуре плавления ; зону активированных атомов (частиц), одновременно входящих в состав кластеров и обладающих повышенной энергией и подвижностью ; зону свободного объема или пространства, включающую область межкластерных разрывов связей, постоянно воникага-щих и исчезающих в.процессе тепловых колебаний кластеров. Это означает, что все вещество жидкости входит в состав кластеров, и одновременно часть частиц, расположенных на постоянно обновляющейся "поверхности" кластеров, можно выделит в зону активированных атомов, которая не имеет самостоятельного существования. Кластеры с внутренней структуррой, сходной со структурой кристаллов, служат в этой модели как центрами кристаллизации, так и строительными элементами кристалла. Для начала кристаллизации некоторые из кластеров должны достигнуть определенного критического размера, для чего в условиях спонтанной кристаллизации требуется значительное переохлаждение. Растворенные примеси влияют на изменение среднего размера кластеров. Все вещество расплава сосредоточено в кластерах, внутренняя структура которых сходна со структурой твердого тела. Это означает, что растворимость примесей в объеме кластеров будет такой же как и в твердом металле при температуре, равной температуре плавления.
Связь механических свойств с микронапряжениями, когерентностью блоков мозаики
Механические свойства материала связаны с микронапряжениями и блоками мозаики через процессы, проходящие при кристаллизации
Известно, что кристаллы, полученные выращиванием из расплава содержат различного рода несовершенства, которые существенно сказываются на ряде физических и механических свойств [88J
Одной из.особенностей кристаллизации отливок является фазовое превращение. Вместе с тем происходит тепловое расширение материала, содержащего несколько составляющих фаз с разными коэффициентами расширения [89-91J . Даже в однофазном поликристаллическом материале возможно неодинаковое тепловое расширение кристаллов в разных направлениях 92J Все эт0 может явиться источником возникновения микронапряжений. Напряжения в микрообъемах, иногда называемые зональными напряжениями, вызывают искажение решетки кристалла. Области кристалла с правильным строением, когерентно рассеивающие рентгеновские лучи, называются областями когерентного рассеяния (блоками мозаики).
При прохождени рентгеновских лучей через поликристаллический материал с кубической решеткой, например, металлы [92 J , ширина интерференционной линии зависит от размера блоков по формуле: где JJ - размер блоков.
Однако, даже когда форма кристаллика не кубическая и когда блоки меньше, чем размер самих кристаллических частиц, указанная формула справедлива.
Уширение интерференционных линий происходит и при наличии в образце напряжений П рода - микронапряжений [93j . Эти напряжения могут быть охарактеризованы величиной относительной деформации Дц/ц гДе АО - максимальное отклонение значения межплоскостного расстояния от среднего Q . Величина искажения П рода /\u/d соответствует величине напряжения П рода. При условии изотропности кубических кристаллов справедливо соотношение Тогда можно дать оценку взаимосвязи микро-напряжения с микроискажением. Они связаны через модуль упругости , являющийся важным механическим свойством материалов.
Следовательно, характеристики тонкой структуры поликристаллического объекта - микронапряжения и размер блоков мозаики -существенно связаны с прочностью металлов [93 J Установлено, например, [94-98] , что для состояния высокой прочности стали и сплавов характерно наличие больших искажений решетки и дисперсность блоков когерентного рассеяния составляющих фаз, а разупрочнение сопровождается уменьшением искажений решетки и укрупнением блоков основного твердого раствора (матрицы) и выделяющейся фазы.
Ширина и форма рентгеновских линий дают сведения о важных для практики процессах упрочнения и разупрочнения металлов и спла--вов. Качественной характеристикой изменения структуры сплава за счет легирования твердого раствора или выделения второй фазы может служить разница в ширине интерференционных линий, т.е. ушире-ния линий. Уширение линий (III) (X охарактеризует изменение блочной структуры сплавов, а уширение линий (420) 0( - микронапряжение. Чем больше будет микронапряжение, тем меньше будет размер блоков. Чем больше искажение П рода, тем больше микронапряжение, и наоборот.
Под дефектами упаковки будем понимать всякое отклонение от .нормальной для данного кристалла последовательности в расположении атомных слоев _99j . В реальных кристаллических телах (особенно поликристаллических) всегда содержатся те или иные структурные несовершенства, которые оказывают огромное влияние на все структурно-чувствительные свойства этих тел.
Особое значение имеет влияние структурных несовершенств на пластичность и прочность кристаллических материалов [100J Наиболее явная структура с дефектами упаковки - это решетка с плотнейшей упаковкой,например: ГЦК и ГПУ [99J . Однако, и в других кристаллических структурах, например, в ОЦК-структуре дефекты упаковки наблюдаются [Юі]
Понятие дефекта упаковки тесно связано с деформацией. При деформировании происходит увеличение плотности дефектов и формируется субструктура, оказывающая влияние на движение дислокации [I02J . Собственно, на этом основаны современные представления о природе деформационного упрочнения.
Рассмотрение расщепленных и частичных дислокаций связано с возможными способами упаковки атомов в решетке и приводит к представлению о дефектах упаковки. В настоящее время интерес к дефекту упаковки возрастает. Это связано с установлением однозначной связи ширины расщепленных дислокаций с энергией дефекта упаковки, которая является одной из важнейших характеристик материала [I02j . Величина энергии дефектов упаковки металлов и сплавов зависит от особенностей металлической связи и от изменения электронной структуры, а ширина дефектов упаковки существенно влияет на дислокационную струк туру и сопротивлении деформации.
При отсутствии внешних сил равновесная ширина энергии дефектов упаковки ц/ определяется равновесием между упругими силами отталкивания, которые стремятся раздвинуть частичные дислокации, и поверхностным натяжением дефекта [lOil
В рамках модели дислокации и рекомендации винтовых дислокаций при скольжении энергию дефектов упаковки можно оценить по величине модуля сдвига [ЮЗ] . Для скольжения по плоскости (112): 7Г=г 1, 53 Gb/fOO , а по плоскости (ПО): й=г0,5&Ь/Ю0 Естественно, что при таком приближении учитывается решеточный вклад, и недостаточно учитывается характер электронного строения. Это положение верно и для ОЦК кристаллов. В них энергия дефектов упаковки определяется не только электронным строением, но и упругим "решеточным" вкладом ( И= ЭА+Иреш) [iOl] . В самом деле, если в плотно упакованных структурах образование дефектов упаковки не изменяет ни координационного числа, ни расстояний между соседними атомами и его энергия определяется, в основном, изменением энергии электронов на поверхности Ферми, то в ОЦК решетке происходит "сжатие" связи в области дефектов упаковки и появляется "решеточный" вклад в энергии дефектов упаковки.
Многие авторы полагают, что по аналогии с ГЦК кристаллами в ОЦК должны обнаружиться тройные узлы дислокации.
Определение концентрации дефектов упаковки. Оценка энергии дефектов упаковки
Концентрация дефектов упаковки в сплавах определялась рентгенографически с использованием обобщенного метода синусов [99J . Методика основана на том, что деформационные дефекты упаковки в металлах вызывают смещения интерференционных линий на рентгенограммах. В отличие от других факторов смещающих все интерференционные линии в одном направлении (макронапряжения, концентрация твердого раствора и др.) при наличии дефектов упаковки отражения разных порядков смещаются в противоположных направлениях. Для определения концентрации дефектов упаковки записывались "по точкам" интерференционные линии (III) и (200). Положение максимумов линий фиксировалось с точностью + I .В качестве объекта исследования использовались порошковые образцы сплавов, закаленных от температуры V 500С. Для характеристики концентрации дефектов упаковки использовали величину 0 t независимую от изменений параметра кристалличе ской решетки. Рентгеноспектральний микроанализ используется для исследования распределения компонентов и примесей в сплавах [I28-I3IJ и при этом обеспечивается разрешение порядка нескольких микрометров. С помощью метода рентгеноспектрального микроанализа также определяют химический состав микрообластей на металлографическом шлифе. Подобная информация необходима при изучении дендритной ликвации, микросегрегации, диффузии, идентификации включений и фазовых составляющих в сплавах. Основой рентгеноспектрального микроанализа является регистрация рентгеновскими спектрометрами эмиссионного рентгеновского излучения, которое в.озбуждается пучком электронов с энергией 1-50 кэВ. Пучок электронов фокусируется на образце в пятно с диаметром о") I мкм. Измерением длины волны, интенсивное ти характеристического рентгеновского излучения, отнесенную к ин тенсивности эталона определяют присутствием элементов в выбранном микрообъеме и концентрации.
Относительная интенсивность і -го элемента Kf r= J.[/Ij определяется измерением интенсив ностей Ii для образца и Ij для эталона, который содер жит 100% 1-го элемента. При этом вычитают интенсивности фона. Если в качестве эталона брали химическое соединение с известным содержанием 1-го элемента, то , где Кі - расчетная интенсивность анализируемого элемента в эталоне. Устройство и принцип работы рентгеноспектрального микроанализатора достаточно рассмотрены в работах [129, I32J . При облучении исследуемой поверхности тонко сфокусированным электронным пучком возникают вторичные и отраженные электроны, характеристическое рентгеновское излучение, ожеэлектроны и фотоны различных энергий. При использовании рентгеновского микроанализатора основное внимание уделяется характеристическому рентгеновскому излучению.
По его линиям судят о качественном и количественном составах объекта исследования. Возможно это потому, что длина волны генерируемого характеристического излучения имеет определенное значение для атомов элемента заданного атомного номера. Функциональная зависимость длины волны от атомного номера (Я ), излучающего элемента описывается законом Мозли: где X - длина волны характеристического рентгеновского излу чения ; Y\ S константы, имеющие различные значения для К , - серий. Известно, что между интенсивностью тока j_ макс спектральной линии характеристического излучения, рабочим напряжением, по-тенциалом возбуждения и током пучка I существует зависимость вида где L0 - энергия пучка электронов ; Екр - критическая энергия возбуждения, необходимая для того, чтобы выбить электрон из внутренних оболочек К , L или м ; П. - показатель степени равный й 1,7. Интенсивность фона непрерывного рентгеновского излучения для любой длины волны Ід рассчитывается по выражению где I - ток пучка ; 2 - средний атомный номер образца ; Е - энергия, соответствующая определенной длине волны А непрерывного спектра. Из вышеизложенных выражений и, учитывая то, что энергия характеристической линии Е приблизительно равна критической энергии для линии Ekn , отношение интенсивности пика к фону принимает вид
Величина зерна и механические свойства модифицированных материалов
Дальнейшими исследованиями М.В.Мальцева показало, что железо, марганец и другие элементы уменьшают растворимость титана в алюминии _I4, I5J . Вследствие этого частицы появляются при значительно меньших концентрациях титана, чем в двойных сплавах алюминий-титан и начало модифицирования сдвигается в сторону меньших концентраций титана. Возможность модифицирования сплава М - Си- Ті частицами тройной фазы рассмотрена в работе Дальнейшее развитие теория зародышеобразования получила в оригинальных работах Н.Н.Белоусова [l7J , Дж.Морисо [l8J , И.Маркантонио и Л.Мондольфо [l9, 20] и ряде других работ. Так в работе _2IJ излагается следующий механизм измельчения зерна алюминиевых сплавов. При затвердении сплава модифицированно го лигатурой Н"И , перед фронтом кристаллизации скапливается большое количество частиц соединения , решетка которо го по структуре и размеру сходна с решеткой алюминия. Для того, чтобы атомы алюминия адсорбировались на частицах титана необходимо некоторое переохлаждение расплава равное 4,8С. Размерный фактор между зародышем и основой по мнению автора работы [2IJ не является решающим. В то же время в работе [22] экспериментально установлено, что переохлаждение в сплавах Д - 0,3...0,8% ТЇ составляет доли градуса. В то время как в сплаве AI - 0,7% Сг переохлаждение равно 4,2С, а эффекта модифицирования при этом не наблюдается.
Предполагается, что влияние добавок титана на переохлаждение расплава зависит от температуры перегрева и объема расплава [23-25] . Попытка установить зависимость между размером зерна в отливке и содержанием второго компонента в двойном сплаве сделана в работе _26J . Предполагается, что для систем, имеющих положительный наклон линии ликвидуса ( АІ-И , АІ-Й ), с увеличением содержания второго компонента зерно в отливке измельчается, и в системах, имеющих отрицательный наклон (МІ-ПП ,А-2:П ),зерно не должно измельчаться. Однако, в системе А) — UP наклон линии ликвидуса положителен, и LP не оказывает никакого влияния на величину зерна. А.Оно [_27J считает, что нет основания судить о влиянии элементов на зародышеобразование на основе анализа их двойных диаграмм с алюминием. В ряде работ измельчения зерна наблюдаемые в присутствии карбидов объясняется их большим структурным сходством с алюминием, что создает благоприятные условия для адсорбции на карбидах атомов алюминия [28]
Исходя из этих положений А.Сибула показал, что кроме карбида титана модификаторами в алюминиевых сплавах могут служить карбиды скандия и гафния. Работа, проведенная Ф.Кроссли и Л.Мондольфо опровергнула предположения об участии карбидов в формировании структуры. Авторам удалось показать, что добавки углерода в расплав алюминия с титаном уменьшают эффект модифицирования. При повышенных концентрациях углерода эффект модифицирования практически полностью устраняется. Возврат к теории карбидов наблюдается в последние годы. Р.Кумар [29] считает, что карбиды титана могут служить зародышами при затвердевании алюминия, если его содержание составляет менее 0,05%. При этой концентрации не происходит образование алюминида титана, образуются только карбиды титана, которые и являются основными зародышами. При более высоком содержании титана роль карбидов становится незначительной в связи с появлением большого числа алюминидов титана. К тому же карбиды титана были обнаружены Я.И.Морозовым мик-рорентгеноспектральным анализом [30j . В то же время японские исследователи [Зі] показали, что если карбиды переходных металлов вводить в виде порошка, то несмотря на их структурное сходство с алюминием, они оказываются слабыми модификаторами. Возможный механизм измельчения зерна литейных магниевых сплавов освещен в работах [32-35J , в которых превалирует представление о зародышевом действии интерметаллидов при введении легирующих компонентов или малых добавок.
