Управління структурою і властивостями ливарного алюмінієвого сплаву АМ4.5Кд (ВАЛ10) модифікуванням дрібнокристалічними лігатурами
DOI:
https://doi.org/10.15407/mom2022.03.003Ключові слова:
дрібнокристалічні лігатури, АМ4.5Кд (ВАЛ10), модифікування, мікроструктура, міцність, зносостійкістьАнотація
Для управління структурою, механічними та експлуатаційними властивостями високоміцного ливарного алюмінієвого сплаву АМ4.5Кд (ВАЛ10) в роботі використано метод модифікування, заснований на принципі структурної спадковості, з використанням швидкоохолоджених (Vохол. ≥ 105 °С/с) дрібнокристалічних лігатур АlТі5 i АlZr10, а також лігатури хімічного складу базового сплаву з нанорозмірною величиною інтерметалідів і кристалів Alα.
Встановлено, що введення до розплаву дрібнокристалічних добавок приводить до переходу від дендритної до недендритної структури, суттєвого зменшення розміру кристалів твердого розчину Alα, збільшення ступеня його пересичення. Мікроструктура стає більш однорідною ‒ зменшується різниця між максимальною і мінімальною величиною зерен. Найефективніше зменшення розміру зерна і перехід від дендритної до недендритної структури твердого розчину алюмінію при підвищених швидкостях охолодження відбувається при легуванні дрібнокристалічною лігатурою AlTi5, введеною до розплаву у перерахунку на чистий титан 0,05-0,15 мас. %. Основним фактором модифікування швидкоохолодженими лігатурами є надходження до розплаву великої кількості додаткових центрів кристалізації.
Після термічної обробки Т6 найбільш висока міцність сплаву досягається при модифікуванні лігатурою АlZr10, зокрема, при масовій частці цирконію 0,25 %. Ймовірно, головним чином це пов’язано з розширенням області твердого розчину міді та цирконію в алюмінії при високошвидкісному охолодженні та подальшим його розпадом при термічній обробці з виділенням зміцнюючих нанорозмірних фаз Al2Cu та Аl3Zr. Трибологічні дослідження показали, що найвищу зносостійкість має сплав, модифікований дрібнокристалічною лігатурою базового складу сплаву в кількості 12 мас. %.
Посилання
Nikitin V. I., Krivopalov D. S., Nikitin K. V., Liteyshchik Rossii, 2012, No. 8, pp. 31 – 33 [in Russian].
Nikitin V. I., Krivopalov D. S., Nikitin K. V. Influence of fine-grained AlSr10, AlTi5, AlTi5B1 modifiers and FGR on the structure and properties of the AK6M2, Interaction of science and foundry and metallurgical production: Materials of the 5th All-Russian scientific and technical meeting, Samara, SamGTU, 2013, pp. 188-195 [in Russian].
Brodova I. G., Popel P.S., Bardin N.М., Vatolin N.А., Melts as the basis for the formation of the structure and properties of aluminum alloys, Yekaterinburg: UrO RAN, 2005, 369 p. [in Russian].
Kondratyuk S.Ye., Parkhomchuk Z.V., Stoyanova O.M., Shchehlov V.M. Spadkove modyfikuvannya stali (Hereditary modification of steel), Kyiv : Vydavetsʹ Kravchenko Ya.O., 2018, p. 130. ISBN 978-966-97775-5-3. [in Ukrainian].
Bondarev B. I., Napalkov V. I., Tararyshkin V. I. Modification of aluminum wrought alloys, М.: Metallurgiya, 1979, 224 p. [in Russian].
Prygunova А. G., Zhydkov Y. A., Babiuk V. D., Borisov А. G, Shenevidko L. К., Metaloznavstvo ta obrobka metalìv, 2022, No.1, pp. 29 – 37. [in Ukrainian]. https://doi.org/10.15407/mom2022.01.029
Saltykov S.A. Stereometric metallography, M.: Metallurgy, 1976, 272 p.[in Russian].
Zaharov А. М. Industrial alloys of non-ferrous metals. Phase composition and structural components, М., 1980. [in Russian].
Sergienko R.A., Scheretsky A.A., Naumenko M.I., Lukashuk A.I., Verkhovlyuk A.M. Development of an effective method for modifying high-strength aluminum alloy V96ts (7050),In the book: materials of the XIII International Scientific and Technical Conference New materials and technologies in machine-building, 2021, Kyiv: KPI im. Igor Sikorsky, 2021, pp. 154 - 160 [in Russian].
Krivopalov D.S. Application of microcrystalline modifiers in the preparation of aluminum melts for casting in order to improve the quality of cast products. Abstract of the dissertation of the candidate of technical sciences, Nizhny Novgorod, 2016, 20 p. [in Russian].
Belik V.I., Prigunova A.G., Duka V.M., Semenchenko A.I., Tsir T.G., Processes of casting, 2018, No. 4 (130), pp. 3-11 [in Russian].
Mondolfo L.F. Structure and properties of aluminum alloys / per. from English. ed. Kvasova F.I., Stroganova G.B., Fridlyandera I.N., M.: Metallurgy, 1979, 64 p. [in Russian].
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2022 А. G. Prіgunova, Y. A. Zhydkov, V. D. Babiuk, L.K. Shenevidko, T.G. Tsir
Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International License.
