Phôi hợp kim sau khi đúc trong khuôn (hình 2) làm nguội bằng nước tuần hoàn ở 25°C, có kích thước 250x180x14. Lấy mẫu từ các phôi này để khảo sát tổ chức tế vi, đo độ lớn hạt α. Phần còn lại của các phôi được ủ theo các quy trình quy định trong ma trận thực nghiệm (bảng 2).
| Các biến mã hoá | Các biến thực | Hàm mục tiêu | |||||||
| x0 | x1 | x2 | x3 | x4 | Z1 | Z2 | Z3 | Z4 | yi |
| +1 | +1 | +1 | -1 | -1 | 1,6 | 0,8 | 450 | 8 | 405,90 |
| +1 | +1 | -1 | -1 | +1 | 1,6 | 0,2 | 450 | 16 | 444,60 |
| +1 | -1 | +1 | -1 | +1 | 0,4 | 0,8 | 450 | 16 | 436.14 |
| +1 | -1 | -1 | -1 | -1 | 0,4 | 0,2 | 450 | 8 | 415,35 |
| +1 | +1 | +1 | +1 | +1 | 1,6 | 0,8 | 500 | 16 | 358,55 |
| +1 | +1 | -1 | +1 | -1 | 1,6 | 0,2 | 500 | 8 | 455,76 |
| +1 | -1 | +1 | +1 | -1 | 0,4 | 0,8 | 500 | 8 | 449,87 |
| +1 | -1 | -1 | +1 | +1 | 0,4 | 0,2 | 500 | 16 | 397,23 |
| +1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1,0 | 0,5 | 475 | 12 | 386,63 |
Bảng 2. Ma trận thí nghiệm
Sau ủ, các phôi được cán nóng (nhiệt độ cán 400°C) đến chiều dày 5mm và ủ tiếp theo ở 400°C trong thời gian 1h. Các tấm cán nóng và ủ được cán nguội đến chiều dày 1mm. Từ các tấm mỏng này cắt mẫu với các kích thước 110x6x1 để xác định nhiệt độ kết tinh lại.
3. Kết quả và thảo luận
3.1. ảnh hưởng của Mn, Cr,Ti đến tổ chức sau kết tinh
Sử dụng kính hiển vi quang học Axiovert 100A để khảo sát tổ chức các mẫu sau đúc nguội nhanh bằng nước và các mẫu sau ủ đồng đều hóa. Độ hạt được xác định nhờ phần mềm Image Pro plus. Các kết quả nêu trong bảng 3 và các ảnh tổ chức trình bày trên hình 3, 4, 5, 6, 7.
Từ kết quả ta thấy rằng cấp hạt theo ASTM của các mẫu hợp kim được hợp kim hóa đồng thời bằng Mn, Cr, Ti , sau đúc có làm nguội bằng nước tăng 1 cấp so với mẫu hợp kim chuẩn (không hợp kim hóa thêm kim loại chuyển tiếp) và tăng 2 cấp so với mẫu sau đúc làm nguội tự nhiên trong khí quyển (nhiệt độ phòng).
Hình 7. Hợp kim số 1.16.500 đúc, nguội nhanh, ủ (x500)
Mẫu số 5 ứng với thành phần Al-4Zn-1,5Mg- 1,0Mn-0,5Cr-0,1Ti có độ hạt thô nhất trong loạt các mẫu được hợp kim hóa thêm các kim loại chuyển tiếp. Kết quả này phù hợp với các kết quả trong [4, 5].
Trên ảnh tổ chức tế vi mẫu sau đúc nguội nhanh và ủ đồng đều hóa (hình 7, hợp kim 1, ủ 16h ở 500°C) thấy các phần tử liên kim AlMn6 và AlCr7 tiết ra phân bố khá đồng đều trên nền hạt α. Đây chính là một trong những nguyên nhân quan trọng có tác dụng nâng cao nhiệt độ kết tinh lại của hợp kim nghiên cứu.
| Ký hiệu mẫu | Cấp hạt | Kích thước hạt (No/mm2) |
| Al-Zn-Mg đúc, nguội không khí | 3,487 | 87,680 |
| Al-Zn-Mg đúc, nguội nhanh | 4,471 | 175,36 |
| Mẫu số 1 đúc nguội nhanh | 5,945 | 496,01 |
| Mẫu số 2 đúc nguội nhanh | 5,823 | 412,30 |
| Mẫu số 3 đúc nguội nhanh | 5,692 | 397,62 |
| Mẫu số 4 đúc nguội nhanh | 5,619 | 385,70 |
| Mẫu số 5 đúc nguội nhanh | 5,442 | 241,30 |
| Mẫu 1.16.500 | 5,683 | 391,45 |
| Chú thích: 1.16.500 – Hợp kim số 1, ủ trong 16 giờ, nhiệt độ ủ 500oC. No/mm2: số hạt trên 1mm2 | ||
Bảng 3. Đánh giá cấp hạt theo ASTM (ảnh x 200)
