ОБРАБОТКА СПЛАВОВ СИСТЕМЫ Al-Si-Cu МОДИФИЦИРУЮЩИМИ И РАФИНИРУЮЩИМИ ДОБАВКАМИ
DOI:
https://doi.org/10.20535/2519-450x.6.2015.63155Анотація
К широко используемым в промышленности алюминиевым сплавам относятся сплавы АК9М2 системы Al–Si–Cu.
Сплав АК9М2 имеет високий уровень технологических свойств, низкую объемную и линейную усадку, что позволяет получать из него отливки с плотной герметичной структурой [1–3]. К недостаткам данного сплава можно отнести частично немодифицированную структуру (крупные зерна алюминиевого твердого раствора и кремния в эвтектике), большое количество железосодержащих фаз кристаллизационного происхождения, наличие шлаковых и оксидных включений.
Таким образом, цель данной работы – установить влияние обработки расплава сплава АК9М2 комплексом добавок титана и бора, введенных с помощью лигатуры AlTi5B1, и рафинирующе-модифицирующим флюсом.
Введение лигатуры AlTi5B1 в сплав АК9М2 приводит к заметному повышению уровня механических свойств, особенно пластичности. Видно, что увеличение содержания данной лигатуры в сплаве до 4 % (соответствует вводу в сплав приблизительно 0,04 % бора і 0,2 % титана) приводит к существенному увеличению относительного удлинения (с 2,2 до 3,2 %) при незначительном изменении уровня временного сопротивления разрыву (с 210 до 226 МПа).
Объяснить повышение механических свойств сплава АК9М2 после введения в него лигатуры AlTi5B1 можно проанализировав влияние данной лигатуры на средний размер зерна алюминиевого твердого раствора. Повышение содержания лигатуры AlTi5B1 до 4 % приводит к уменьшению среднего размера зерна с 1,7 до 0,4 мм.
Добавки титана и бора, введенные с помощью лигатуры, существенно влияют на кристаллизацию сплава АК9М2. Как известно, в лигатуре AlTi5B1присутствуют частицы фаз TiB2, AlB2, Al3Ti, которые имеют однотипные кристаллические решетки и размерное соответствие их параметров в некоторых кристаллографических площадях с кристаллической решеткой алюминиевого твердого раствора и, таким образом, могут выступать в качестве дополнительных центров кристаллизации зерен алюминиевой матрицы во время кристаллизации сплава АК9М2. Это приводит к уменьшению среднего размера зерна алюминиевого твердого раствора в 4 раза, что в свою очередь, влияет на повышение уровня механических свойств сплава, особенно пластичности.
Установлено, что введение в сплав данной лигатуры не приводит к существенному изменению морфологи эвтектического кремния.
Для измельчения частиц кремния в эвтектике и рафинирования расплава в сплав АК9М2 вводили флюс в количестве до 1,4 % от массы сплава. Состав флюса: NaF – 15 %, Na3AlF6 – 5 %, NaCl – 60 %, KCl – 20 %. Обработку расплава флюсом проводили при температуре 760 °С. Образцы для изучения структуры и измерения механических свойств отливали в металлическую изложницу.
Анализ структуры сплава после комплексной обработки лигатурой AlTi5B1 и рафинирующе-модифицирующим флюсом показал, что происходит одновременное измельчение кремния в эвтектике, за счет модифицирования расплава натрием, и уменьшение размера зерна алюминиевого твердого раствора, за счет модифицирующего действия лигатуры AlTi5B1. Использование комплексной обработки расплава обеспечивает максимальный результат, с точки зрения повышения уровня механических свойств сплава АК9М2. При этом, происходит стабилизация формы и размеров основных структурных составляющих по всему разрезу слитков исследуемого сплава.
Посилання
ЛИТЕРАТУРА
Мондольфо Л.Ф. Структура и свойства алюминиевых сплавов. – М.: Металлургия, 1979. – 640 с.
Золотаревский В. С., Белов Н. А. Металловедение литейных алюминиевых сплавов. – М.: МИСИС, 2005. – 375 с.
Машиностроение. Энциклопедия. Цветные металлы и сплавы. Композиционные металлические материалы. Т. II / Под общ. ред. И.Н. Фридляндера. – М.: Металлургия, 2001. – 880 с.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2016 Нові матеріали і технології в машинобудуванні
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
Етика автора:
- Автор (або колектив авторів) несе (чи) відповідальність за новизну і достовірність результатів наукового дослідження. Автори статті повинні надавати достовірні результати проведених досліджень. Завідомо неправдиві або сфальсифіковані затвердження неприйнятні.
- Автори повинні гарантувати, що результати дослідження, викладені в поданій рукописи, повністю оригінальні.
- Запозичені фрагменти або твердження повинні бути оформлені з обов'язковим зазначенням автора та першоджерела.
- Неетичні і неприйнятні надмірні запозичення, а також плагіат в будь-яких формах, включаючи неоформлені цитати, перефразування або привласнення прав на результати чужих досліджень.
- Необхідно визнавати внесок всіх осіб, так чи інакше вплинули на хід дослідження, зокрема, в статті повинні бути представлені посилання на роботи, які мали значення при проведенні дослідження.
- Співавторами статті повинні бути вказані всі особи, які внесли істотний внесок у проведення дослідження.
- Автори не повинні надавати в журнал рукопис, яка була відправлена в інший журнал і знаходиться на розгляді, а також статтю, вже опубліковану в іншому виданні.
Етика редакції:
- Редакція несе відповідальність за оприлюднення авторських творів. При прийнятті рішення про публікацію редактор журналу керується достовірністю представлення даних і наукової значимістю даної роботи.
- Редактор повинен оцінювати інтелектуальний зміст рукописів. Виходячи з принципів конфіденційності неопубліковані дані, отримані з представлених до розгляду рукописів, не повинні використовуватися для особистих цілей або передаватися третім особам без письмової згоди автора.
- Редактор не повинен допускати до опублікування інформацію, якщо є достатньо підстав вважати, що вона є плагіатом.
Етика публікацій:
Журнал є виданням відкритого доступу. Всі статті вільні для перегляду, читання, завантаження та друку.
Матеріали приймаються українською, російською або англійською мовами і відповідно публікуються мовою оригіналу.
