Сплавы на основе системы алюминий — медь

На примере сплава А1 — 4% Си показано, что изменение температуры перегрева расплава (в диапазоне от 670 до 850 °С) практически не влияет на характер дислокационной структуры и плотность дислокаций после кристаллизации со скоростями охлаждения 7—25 К/с. Во всех случаях, несмотря на существенные изменения в форме и размере зерен и дендритных ячеек, внутри последних фиксируется нечетко сформированная ячеистая структура с плотностью дислокаций (1,5 ± 0, 7) • 109 см-2.

Изменение скорости охлаждения, также слабо влияя на общую плотность дислокаций, заметно изменяет характер дислокационной структуры двойных алюминиево-медных сплавов. При скоростях 7—19 К/с формируется ячеистая структура или ячеисто-субзеренная структура.

При этом внутри каждой дендритной ячейки располагается по нескольку дислокационных ячеек. При больших скоростях охлаждения, в частности в сварных швах, где скорость достигает 10³ К/с, размеры дендритных и дислокационных ячеек совпадают. Здесь дислокационные сплетения наблюдаются только на периферии дендритных ячеек, оконтуривая их, как в быстро охлажденных пленках.

Уменьшение скорости охлаждения двойных сплавов до 0,65 К/с приводит к более равномерному распределению дислокаций и соответственно меньшей четкости формирования стенок ячеек. В медленно охлажденных (У_с = 0,2 К/с) промышленных отливках из сплава ВАЛЮ дислокации вообще не образуют ячеек, а р достигает 0,3 • 10⁹ см~², т. е. на полпорядка меньше, чем в двойных сплавах при скоростях больше 0,7 К/с. В промышленных отливках из сплава ВАЛЮ плотность дислокаций оказалась существенно ниже и при больших скоростях охлаждения: (0,5 ± 0,1) • Ю⁹ при У_с = 0,7 К/с и (0,7 ± 0,2) х х Ю⁹ см^-2 при У_с = 7,5 К/с. Причем здесь наблюдается закономерное увеличение р по мере ускорения охлаждения.

Хотя в алюминиево-медных сплавах дислокации в основном образуют объемные сплетения, в определенных условиях возможно образование плоских дислокационных границ. Это зависит от содержания меди в сплаве и скорости охлаждения. В сплаве с 0,5% Си субзеренные границы не образуются при всех исследованных скоростях. В сплаве с 4% Си плоские дислокационные границы наблюдаются при скоростях меньше 0,2 К/с в основном на периферии дендритных ячеек. Наконец, в сплаве с 5% Си субзеренные границы формируются уже в сварном шве (У_с = Ю³ К/с).