Пережог сплавов относится к достаточно распространенным ошибкам термической обработки. Он легко идентифицируется металлографически по оплавленным границам зерен, а также по резкому снижению механических свойств. Пережог возможен, прежде всего, в сплавах с узкой зоной гомогенности. К таким сплавам относится сплав Д16, принадлежащий к системе Al-Cu-Mg.

Пережог в сплаве Д16 описан в известном учебнике А.П.Гуляева разных лет издания, монографии Колачева (Колачев Б.А., Ливанов В.А., Елагин В.И. Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1972) и т.д. Качество иллюстративного материала в этих изданиях соответствует металлографическому оборудованию того времени. Поэтому мы посчитали полезным привести некоторый материал, чтобы проиллюстрировать структуру пережога в данном сплаве возможностями современного оборудования.

В состоянии поставки сплав Д16 имеет типичную структуру горячекатанного листа, сформировавшуюся при прокатке и плакировании – покрытии сплава алюминием для предотвращения коррозии. В структуре сплава в состоянии поставки присутствуют включения фаз, как распределенные по матрице сплава, так и сконцентрированные в границах зерен (рис. 1). Включения фаз – это интерметаллидные соединения CuAl₂ (-фаза), Mg₂Si, Al₂CuMgS -фаза, а также включения железистых фаз (FeAl₃ и тройных фаз систем Fe-Si-Al, Fe-Cu-Al, Fe-Mn-Al) которые характерны для сплава Д16 после изготовления полуфабриката (прокат). Матрица сплава – твердый раствор легирующих элементов в алюминии. Структура сплава может несколько отличаться для разных поставок. На рисунках 1 и 2 показана структура сплава Д16 в состоянии поставки – современного производства и 80-х годов прошлого века соответственно. Принципиальные отличия невелики, структуры различаются дисперсностью и количеством нерастворимых включений железа и кремния.

а	б

Рисунок 1. Структура сплава Д16 в состоянии поставки;  производство Россия

Термической обработкой сплава Д16 является закалка и старение, естественное или искусственное. Закалке предшествует гомогенизация. Сплав Д16 имеет область гомогенности порядка 10 градусов. Гомогенизация сплава Д16 проводится при температурах в интервале 495...505^оС.

а	б

Рисунок 2. Структура сплава Д16 в состоянии поставки; производство СССР.

При гомогенизации интерметаллидные фазы переходят в состав твердого раствора. Если гомогенизация была проведена недостаточно, в структуре сплава могут присутствовать нерастворившиеся фазы, в частности на рис.3 – по границам зерен.

а	б

Рисунок 3. Нерастворившиеся фазы в сплаве Д16

а	б

Рисунок 4. Структура сплава Д16 после закалки 

После закалки с превышением температуры гомогенизации структура сплава представляет собой типичную структуру пережога. При этом оплавление происходит по границам зерен, где наблюдается формирование эвтектики (рис.4, а; 5,а). Крупные включения эвтектики фиксируются также в теле зерна (рис. 4, б; 5, б). Структура на рис. 4,а  аналогична приведенным в металловедческой литературе прошлого века.

а	б

Рисунок 5. Эвтектика в сплаве Д16 после закалки с пережогом 

Также в сплаве наблюдается усадочная пористость, что связано с кристаллизацией жидкой фазы при пережоге. Результатом закалки с пережогом могут быть трещины, которые формируются по местам "слабины" - по границам зерен (рис.6, 7).

Рисунок 6. Трещины в сплаве Д16 после закалки ; макроструктура

а	б

Рисунок 7. Трещины в сплаве Д16 после закалки; микроструктура, поперечный шлиф.