Фазові перетворення при кристалізації сплаву АК7, нейтралізація шкідливого впливу заліза обробленням розплаву імпульсним електричним струмом
DOI:
https://doi.org/10.15407/mom2020.04.017Ключові слова:
алюміній-кремнієві сплави, фазові перетворення, залізовмісні інтерметаліди, форми росту, оброблення розплаву електричним струмомАнотація
Методом гартівно-мікроструктурного аналізу, так званого «стоп-гартування», досліджено фазові перетворення при кристалізації ливарного сплаву АК7 системи Al-Si-Mg. Сплав виплавляється з брухту та відходів, тому містить велику кількість домішок, серед яких залізо, мідь. Встановлено, що формування структури сплаву АК7 здійснюється в процесі наступних реакцій: 1. Р → Аlα. 2. Р → -(Fe,Mn)3Si2Al15 + Аlα. 3. Р → -FeSiAl5 + Аlα. 4. Р + -FeSiAl5 → -(Fe,Mn,Сu)3Si2Al15. 5. Р → -FeSiAl5 + Si + Аlα. 6. Р → -FeSiAl5 + -(Fe,Mn,Сu)3Si2Al15 + Si + Аlα. На останніх етапах кристалізації утворюються евтектики, до складу яких входять фази з магнієм і міддю: Mg2Si, -FeMg3Si6Al8,W-Cu2Mg8Si6Al5 та -CuAl2. Перетворення Р → β + Si + Аlα реалізується як за механізмом кооперативного росту фаз β, Si, Аlα, так і утворенням подвійних евтектик: Р → Si + Аlα і Р → β + Аlα, що зростають одночасно в одному і тому ж температурному інтервалі з різних центрів кристалізації. Чотирифазне евтектичне перетворення Р → β + α + Si + Аlα здійснюється за типом подвійних або потрійних евтектичних реакцій: Р → Si + Аlα; Р → α + Аlα; Р → β + Аlα; β + Si + Аlα; α + Si + Аlα Основною залізовмісною фазою в сплаві АК7 є голкоподібний інтерметалід -FeSiAl5 – концентратор напруження, що приводить до зниження механічних властивостей. В роботі нейтралізацію шкідливого впливу заліза здійснено обробленням розплаву однополярним імпульсним електричним струмом, під дією якого змінюється кластерна структури розплаву. При кристалізації замість β утворюється розгалужена фаза . Співвідношення інтерметалідів β і залежить від режимів оброблення. При оптимальних параметрах густини і частоти електричного струму, при яких об’ємна частка розгалуженої фази є найбільшою, міцність сплаву АК7 підвищується на 32,1 %, твердість на 16,7 %, відносне подовження у 2,5 рази, наближаючи його механічні властивості до первинного сплаву АК7ч.
Посилання
Prigunova A.G., Belov N.A., Taran Yu.N., Zolotorevskiy V.S., Napalkov V.I., Petrov S.S. Siluminy. Atlas mikrostruktur i fraktogramm promyshlennykh splavov (Silumin. Atlas of microstructures and fractograms of industrial alloys): Sprav. izd., Moscow, MISiS, 1996, 175 p. [in Russsian].
Bychkov Yu.B. Priroda vtorichnykh doevtekticheskikh siluminov, optimizatsiya ikh sostavov i svoystv (The nature of secondary hypoeutectic silumins, optimization of their compositions and properties): dis. na soisk. uchenoy stepeni dokt. tekhn. nauk, Moscow, MISiS, 1987, 354 р. [in Russsian].
Kutsova V.Z., Ayupova T.A., Ambrazhey M.Yu. Stroitelstvo, materialovedeniye, mashinostroyeniye: sb. nauchn. Trudov, Dnepropetrovsk : PGAS, 2007, Vоl. 41, Part 1, рр. 18-30 [in Russsian].
Sínchuk A.V., Tsurkín V.M., Fedchenko N.A. Metaloznavstvo ta obrobka metalív, 2012, No. 34, pp. 36-43 [in Ukrainian].
Deyev V.B., Bashmakova N.V., Prikhodko O.G. Selyanin I.F. Polzunovskiy al'manakh, 2008, No. 3, рр. 77-81 [in Russsian].
Taran Yu.N., Prigunova A.G., Kazimirova I.Ye. DAN SSSR, 1986, T. 289, No. 3, рр. 668-670 [in Russsian].
Patent No.101208 Ukraine, MPK S22V9/00. Sposib virobnitstva siluminiv [method of producing silumin], Petrov S.S., Prigunov S.V., Prigunova A.G., Klyuchnik D.N.; No. а201101616, zayavl. 11.02.2011, opubl. 11.03.2013, Byul. No. 5/2011, 10 p. [in Ukrainian].
Borisov G.P., Tsurkin V.N., A.V. Sinchuk, Ivanov A.V. Metallurgiya mashinostroyeniya, 2010, No. 5, pp. 33-40 [in Russsian].
Yakimov V.I., Marin B.N., Zelinskiy V.V. [i dr.] Metallurgiya mashinostroyetiya, 2003, No. 3, рр. 36-39 [in Russsian].
Vernidub A.G., Volkov A.G., Grabovskiy V.M. [i dr.] Protsessy lit'ya, 2005, No. 1, рр. 64-67 [in Russsian].
Patent No. 136173, Ukraine, MPK GO1N25. Sposib doslidzhennya fazovikh peretvoren i morfologii faz u protsesi kristalízatsii [Methods of continuous phase transformation and morphology of phases in the process of crystallization], Prigunova A.G., Shenevidko L.K., Sheygam V.Yu., Prigunov S.V., Koshelev M.V; zayavl. 11.02.2019; opubl. 12.08.2019; Byul. no. 5/2019, 4 p. [in Ukrainian].
Prigunova A.G., Belik V.I., Shenevidko L.K., Koshelev M.V. Protsesi littya, 2020, No. 3 (141), pp. 27-41 [in Ukrainian]. https://doi.org/10.15407/plit2020.03.027
Saltykov S.A. Stereometricheskaya metallografiya (Stereometric metallography), Moscow, Metallurgiia, 1976, 272 p. [in Russsian].
Prigunova A.G. Zelinskaya G.M., Koshelev M.V., Protsessy lit'ya, 2019, No. 4 (136), pp. 20-34 [in Russsian].
Taran Yu.N., Prigunova A.G., Gal'chak V.P., Petrov S.S. Rasplavy, 1987, T.1,Vol. 4, pp. 111-116 [in Russsian].
Kharkov Ye.I., Lysov V.I., Fodorov V.Ye. Fizika zhidkikh metallov (Physics of liquid metals), Kiev : Vishcha shkola, 1979, 248 p. [in Russsian].
Downloads
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2020 A.G. Prigunova
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
