Особенности легирования скандием металла швов сварных соединений высокопрочных алюминиевых сплавов - Федорчук, В.Е.; Кушнарева, О.С.; Алексеенко, Т.А.; Фальченко, Ю.В. (Автоматическая сварка, 2014)
Рассмотрен вопрос влияния скорости кристаллизации на структуру металла шва скандийсодержащих сплавов алюминия. Исследованы особенности выделения скандия из расплава при кристаллизации алюминиевых сплавов в неравновесных условиях, имитирующих сварку плавлением. Разработана и экспериментально подтверждена методика
проведения исследований. Преимущество предложенной методики перед существующими заключается в том, что она
позволяет имитировать практически все способы плавлением, от аргонодуговой сварки неплавящимся электродом до
электронно-лучевой. Показано, что методика полностью удовлетворяет поставленным целям. Микроструктурными
исследованиями слитков по высоте показано, что в интервале скоростей кристаллизации от 10^3,3 до 10^2,5 °С/с происходит смена формы кристаллизации от дендритной к субдендритной. Установлено, что при скоростях кристаллизации,
соизмеримых с кристаллизацией металла швов, в твердом растворе сплавов может содержаться до 0,41 % скандия.
При использовании высококонцентрированных источников энергии, таких как электронный луч, возможно достижение аналогичного показателя и в сварных швах. При дуговых способах сварки в твердом растворе металла шва может
усваиваться примерно 0,3 % скандия. Установлено, что для получения максимального эффекта от легирования сварных
швов скандием, необходимо обеспечивать его содержание в металле шва на уровне 0,35…0,4 мас. %. В этом случае
повышение механических свойств металла шва обеспечивается как за счет измельчения кристаллической структуры
металла, так и за счет упрочнения твердого раствора скандием.