Kондукционная электротоковая обработка расплава сплава A390 в комплексе с модификаторами

Определены физические условия и технологические параметры импульсной кондукционной электротоковой обработки расплава сплава А390 в комплексе с химическим модифицированием, которые обеспечивают повышение показателей качества литого металла: предел прочности − на 14 %, относительное удлинение − с 0,8...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2015
Автори:	Цуркин, В.Н., Иванов, А.В., Федченко, Н.А., Череповский, С.С., Васянович, Н.А., Фещук, М.Л.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України 2015
Назва видання:	Процессы литья
Теми:	Кристаллизация и структурообразование сплавов
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/160428
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Kондукционная электротоковая обработка расплава сплава A390 в комплексе с модификаторами / В.Н. Цуркин, А.В. Иванов, Н.А. Федченко, С.С. Череповский, Н.А. Васянович, М.Л. Фещук // Процессы литья. — 2015. — № 1. — С. 70-76. — Бібліогр.: 15 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-160428
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1604282019-11-06T01:25:58Z Kондукционная электротоковая обработка расплава сплава A390 в комплексе с модификаторами Цуркин, В.Н. Иванов, А.В. Федченко, Н.А. Череповский, С.С. Васянович, Н.А. Фещук, М.Л. Кристаллизация и структурообразование сплавов Определены физические условия и технологические параметры импульсной кондукционной электротоковой обработки расплава сплава А390 в комплексе с химическим модифицированием, которые обеспечивают повышение показателей качества литого металла: предел прочности − на 14 %, относительное удлинение − с 0,8 до 2,8 %. Визначено фізичні умови і технологічні параметри імпульсної кондукційної електрострумової обробки розплаву сплава А390 в комплексі з хімічним модифікуванням, які забезпечують підвищення показників якості литого металу: межі міцності − на 14 %, відносне подовження − з 0,8 до 2,8 %. Physical terms and technological parameters of conducting pulse electric treatment of melt of А390 alloy in a complex with the chemical modification, which provided the increase of quality indexes of the cast metal: tensile strength on 14 %, relative elongation from 0,8 to 2,8 %, are defined. 2015 Article Kондукционная электротоковая обработка расплава сплава A390 в комплексе с модификаторами / В.Н. Цуркин, А.В. Иванов, Н.А. Федченко, С.С. Череповский, Н.А. Васянович, М.Л. Фещук // Процессы литья. — 2015. — № 1. — С. 70-76. — Бібліогр.: 15 назв. — рос. 0235-5884 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/160428 621.745.56:621.74.02 ru Процессы литья Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Кристаллизация и структурообразование сплавов Кристаллизация и структурообразование сплавов
spellingShingle	Кристаллизация и структурообразование сплавов Кристаллизация и структурообразование сплавов Цуркин, В.Н. Иванов, А.В. Федченко, Н.А. Череповский, С.С. Васянович, Н.А. Фещук, М.Л. Kондукционная электротоковая обработка расплава сплава A390 в комплексе с модификаторами Процессы литья
description	Определены физические условия и технологические параметры импульсной кондукционной электротоковой обработки расплава сплава А390 в комплексе с химическим модифицированием, которые обеспечивают повышение показателей качества литого металла: предел прочности − на 14 %, относительное удлинение − с 0,8 до 2,8 %.
format	Article
author	Цуркин, В.Н. Иванов, А.В. Федченко, Н.А. Череповский, С.С. Васянович, Н.А. Фещук, М.Л.
author_facet	Цуркин, В.Н. Иванов, А.В. Федченко, Н.А. Череповский, С.С. Васянович, Н.А. Фещук, М.Л.
author_sort	Цуркин, В.Н.
title	Kондукционная электротоковая обработка расплава сплава A390 в комплексе с модификаторами
title_short	Kондукционная электротоковая обработка расплава сплава A390 в комплексе с модификаторами
title_full	Kондукционная электротоковая обработка расплава сплава A390 в комплексе с модификаторами
title_fullStr	Kондукционная электротоковая обработка расплава сплава A390 в комплексе с модификаторами
title_full_unstemmed	Kондукционная электротоковая обработка расплава сплава A390 в комплексе с модификаторами
title_sort	kондукционная электротоковая обработка расплава сплава a390 в комплексе с модификаторами
publisher	Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України
publishDate	2015
topic_facet	Кристаллизация и структурообразование сплавов
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/160428
citation_txt	Kондукционная электротоковая обработка расплава сплава A390 в комплексе с модификаторами / В.Н. Цуркин, А.В. Иванов, Н.А. Федченко, С.С. Череповский, Н.А. Васянович, М.Л. Фещук // Процессы литья. — 2015. — № 1. — С. 70-76. — Бібліогр.: 15 назв. — рос.
series	Процессы литья
work_keys_str_mv	AT curkinvn kondukcionnaâélektrotokovaâobrabotkarasplavasplavaa390vkompleksesmodifikatorami AT ivanovav kondukcionnaâélektrotokovaâobrabotkarasplavasplavaa390vkompleksesmodifikatorami AT fedčenkona kondukcionnaâélektrotokovaâobrabotkarasplavasplavaa390vkompleksesmodifikatorami AT čerepovskijss kondukcionnaâélektrotokovaâobrabotkarasplavasplavaa390vkompleksesmodifikatorami AT vasânovična kondukcionnaâélektrotokovaâobrabotkarasplavasplavaa390vkompleksesmodifikatorami AT feŝukml kondukcionnaâélektrotokovaâobrabotkarasplavasplavaa390vkompleksesmodifikatorami
first_indexed	2025-07-14T13:04:21Z
last_indexed	2025-07-14T13:04:21Z
_version_	1837627618029993984
fulltext	70 ISSN 0235-5884. Процессы литья. 2015. № 1 (109) Кристаллизация и структурообразование сплавов УДК 621.745.56:621.74.02 В. Н. Цуркин, А. В. Иванов, Н. А. Федченко, С. С. Череповcкий, Н. А. Васянович, М. Л. Фещук Институт импульсных процессов и технологий НАН Украины, Николаев КОНДУКЦИОННАЯ ЭЛЕКТРОТОКОВАЯ ОБРАБОТКА РАСПЛАВА СПЛАВА А390 В КОМПЛЕКСЕ С МОДИФИКАТОРАМИ Определены физические условия и технологические параметры импульсной кондук- ционной электротоковой обработки расплава сплава А390 в комплексе с химическим модифицированием, которые обеспечивают повышение показателей качества литого металла: предел прочности − на 14 %, относительное удлинение − с 0,8 до 2,8 %. Ключевые слова: заэвтектический силумин, расплав, модифицирование, кондукционная электротоковая обработка, кристаллизационная способность расплава. Визначено фізичні умови і технологічні параметри імпульсної кондукційної електрострумової обробки розплаву сплава А390 в комплексі з хімічним модифікуванням, які забезпечують підвищення показників якості литого металу: межі міцності − на 14 %, відносне подовження − з 0,8 до 2,8 %. Ключові слова: заевтектичний силумін, розплав, модифікування, кондукційна електростру- мова обробка, кристалізаційна здібність розплаву. Physical terms and technological parameters of conducting pulse electric treatment of melt of А390 alloy in a complex with the chemical modification, which provided the increase of quality indexes of the cast metal: tensile strength on 14 %, relative elongation from 0,8 to 2,8 %, are defined. Keywords: hypoeutectic silumin, alloy, modification, conduction electric pulse treatment, alloys crystallization ability. Введение В предыдущей статье [1] экспериментально показаны функциональные воз- можности энергетического модифицирования поршневого заэвтектического силумина (ПЗС) сплава А390 кондукционной электротоковой обработкой (КЭТО) жидкого состояния. Исследовано влияние тока: постоянного (по амплитуде), импульсного низковольтного (с амплитудой до 1 кА) и импульсного высоко- вольтного (с амплитудой свыше 1 кА). Установлено, что наиболее эффективное энергетическое модифицирование обеспечивается при КЭТО импульсами тока в жидком состоянии в температурном интервале охлаждения от 850 до 685 0С. Наиболее вероятным механизмом, с помощью которого происходит измельчение кристаллов Si 1 и модифицирование его эвтектической составляющей Si э , может быть структурная перестройка микронеоднородного строения жидкого металла, обеспечивающая увеличение количества зародышей кристаллизации на 2-3 поряд- ка. Также в работе показано, что КЭТО вне печного агрегата потенциально обе- спечивает уменьшение размеров Si 1 и Si э в разы, что может, в принципе, составить конкуренцию химическому модифицированию и легированию сплава с помощью вводимых добавок. Но с помощью использованного в работе оборудования при исследованных параметрах и режимах обработки все же не достигнуты размеры Si 1 до 20 мкм, а Si э до 10 мкм, которые, как известно, и гарантируют высокие показатели свойств литого металла [2-4]. На сегодня проблема повышения показателей свойств ПЗС зачастую решается ISSN 0235-5884. Процессы литья. 2015. № 1 (109) 71 Кристаллизация и структурообразование сплавов одновременным введением в расплав различных добавок, эффективность которых зависит от многих факторов, в том числе и от взаимного их влияния на перестройку структуры сплава. При этом, как подчеркнуто в работе [2], пока отсутствуют универсальные рекомендации относительно параметров и режимов обработки расплава модификаторами, а также относительно наиболее эффективных модифицирующих элементов и их оптимального сочетания. Но, как свидетельствуют многочисленные экспериментальные результаты, с помощью только модификаторов весьма проблематично обеспечить качество, удовлетворяющее потребителей литой металлопродукции. В этом случае прибегают к приемам обработки, связанных с энергетическим воздействием на расплав (вибрацией, ультразвуком, электромагнитной обработкой). Но такие способы являются зачастую энергоемкими, что, естественно, существенно повышает цену литых металлоизделий. Перспектива же использования принципа кондукционной электротоковой обработки расплава с введением модификаторов определяется как низкими энергозатратами метода, так и широким набором функциональных возможностей электрического тока обеспечивать перемешивание расплава, активировать процессы растворимости, переноса, сорбции и оказывать каталитическое влияние на физико-химическое взаимодействие добавок химических элементов с компонентами расплава [5-7]. При этом, как показано в работах [1, 5, 7], импульсные режимы электрического тока за счет генерирования в расплаве высококонцентрированных мощных потоков энергии имеют большие функциональные возможности, чем переменный или посто- янный ток, обеспечивающие активное позитивное изменение кристаллизационной способности расплава, в том числе за счет повышения активационного действия модификаторов. Цель работы − определить физические условия и технологические параметры импульсной кондукционной электротоковой обработки расплава сплава А390 в комплексе с химическим модифицированием, которые обеспечат повышение по- казателей качества литого металла. Методические особенности экспериментальных исследований В качестве объекта обработки был выбран сплав А390 с химическим соста- вом (в %мас.): Si −18,5; Cu − 3,9; Mn − 0,12; Mg − 0,12; Тi − 0,2; Fe − 0,4; Zn − 0,02. Температурный интервал его кристаллизации определен диапазоном от 667 до 562 0С. Выплавку проводили в шахтной электропечи в металлических футерованных тиглях, где и проводили обработку током вне печного агрегата. Масса сплава составляла величину от 150 до 800 г. После обработки расплав заливали в метал- лическую форму для получения образцов, подвергаемых испытанию на разрыв по ГОСТу 1497-84 (ИСО 6892-84). Внутреннюю поверхность этой формы покрывали составом на основе мела и жидкого стекла. Форму предварительно прогревали до 180 0С, что обеспечивало полную ее заполняемость. Также обработанный рас- плав заливали в массивный медный кокиль, температура которого составляла 10 0С. Анализ микроструктуры сплава выполнялся по традиционной методике [8] на микроскопе Neofot-32 M. Образцы-свидетели вырезали из разных участков отливки. Температуру расплава регистрировали терморегулятором ТК-4К и хромель- алюмелевыми термопарами. Для химического модифицирования использовали натрий, фосфор, титан, SiC. Действие натрия на измельчение Si 1 однозначно не доказано, но отмечается его поверхностно-активная роль, затрудняющая рост эвтектических колоний; кроме того, имеются сведения о повышении механических свойств ПЗС при совместной обработке натрия и фосфора [2]. Наиболее употребляемым в производственных условиях модификатором для ПЗС является фосфор. Но его прямое действие на Si э не обнаружено, а «... измельчение Si 1 до размеров порядка 15 мкм возможно только при хорошем модифицировании фосфора в тонкостенных отливках...» [2]. Эффект от дополнительного введения титана в сплав А390 не однозначен, хотя, 72 ISSN 0235-5884. Процессы литья. 2015. № 1 (109) Кристаллизация и структурообразование сплавов как показано в работе [9], добавка его в малых дозах способствует лучшему усвоению вводимых добавок. Интерес к SiC как к модификатору для ПЗС проявился не так давно из-за практической идентичности его кристаллической решетки и элементарного кремния [10]. Модификаторы вводили колокольчиками в состав предварительно измельченных лигатур AlCu2,5P3, AlTi5B1, Al8SiC так, что количество вводимого фосфора варьировалось в пределах от 0,01 до 0, 075; титана – от 0,05 до 0,5 %; SiC – от 0,1 до 0,8 %; натрий вводили в составе флюса NaCl. Выплавку выполняли при температурах от 750 до 900 0С, заливку в температурном интервале − от 685 до 740 0С. Изотермическую выдержку проводили во временном интервале 5-30 мин., при этом время перемешивания расплава титановым импеллером − до 1 мин. Флюс и модификаторы вводили также при разных температурах. В соответствии с данными работы [1] наилучшие результаты после КЭТО расплава сплава А390 получены с использованием источников импульсного тока, генерируемого как высоковольтным источником, так и низковольтным. Там же представлены характеристики источников тока. Ток вводили в расплав параллельными электродами, изготовленными из титана, диаметр электродов составлял 5 мм, глубина их погружения составляла столько же. На рис. 1 представлена блок-схема экспериментального стенда, который позво- лял проводить выплавку в шахтной термопечи с последующим введением флюса и модификаторов, а затем вне печи при остывании расплава проводить обработку импульсами тока в пределах задаваемых параметров. Рис. 1. Блок-схема экспериментального стенда: ДН – датчик напря- жения, ДТ – датчик тока, ВВИИТ – высоковольтный источник импуль- сного тока, ИН – индикатор напряжения, НВИИТ – низковольтный источник импульсного тока, ТР – терморегулятор. 1 – шахтная тер- мопечь, 2 – тигель с расплавом, 3 − термопара, 4 – блок управления и контроля термопечи, 5 – электродная система ISSN 0235-5884. Процессы литья. 2015. № 1 (109) 73 Кристаллизация и структурообразование сплавов Описание и обсуждение результатов Задача доводки расплава для получения его эффективной кристаллизационной способности является многофакторной и многопараметрической. Поэтому применить здесь методы рационального планирования эксперимента [11] было весьма проблематично, так как в данном случае для сложной динамической модели обработки объекта выбрать условия его функционирования с приемлемой точностью можно только при наличии требуемого объема информации, полученной с определенной достоверностью. Но, как показывают многочисленные экспериментальные данные публикаций по проблеме повышения качества ПЗС, у исследователей нет единого мнения как относительно базовых принципов выбора технологических параметров обработки, так и общих представлений о количестве и составе вводимых добавок [2]. Поэтому в данной работе поиск комплекса эффектив- ных параметров и режимов обработки «модификаторы + импульсное воздействие» проводился методом перебора параметров. В связи с этим гарантированно клас- сифицировать их как оптимальные и (или) универсальные нельзя. Как известно, одним из ключевых факторов, определяющих эффективность доводки расплава до требуемого уровня его кристаллизационной способно- сти, является температурный. Выбору значений температуры выплавки ПЗС и временного интервала изотермической выдержки, температуры, при которой целесообразно вводить модификаторы, посвящено много работ. Но в большинстве из них, анализируя микронеоднородное состояние расплава, авторы рекомендуют температуры выплавки, изотермической выдержки и введения добавки выбирать на уровне не ниже 950 0С. Именно при этой температуре (и выше) в ПЗС с содержанием кремния порядка 20 % происходит активное разупорядочивание кластерной структуры. В работе [12] обоснованы механизмы ее перестройки при воздействии импульсов электромагнитного поля. Показано, что импульсное нагружение уменьшает размеры кластеров и снижает температуру разупорядоченности. При этом, как отмечено, например, в [13, 14], увеличивается объем зоны мерцающих границ, где наиболее активно происходят процессы переноса и перераспределения элементов жидкой металлической системы. Это в свою очередь способствует об- разованию дополнительных центров кристаллизации. В данной работе было установлено, что температура выплавки расплава, а также температура, при которой вводили модификаторы, не определяли столь активно ко- нечный результат комплексной обработки, как условия, обеспечивающие позитивное влияние импульсов тока. Эти условия, как и в работе [1], определяются КЭТО от температуры (820-850 0С) при естественном остывании расплава до температуры заливки. Представим результаты металлографического анализа образцов сплава А390 после комплексной обработки модификаторами и импульсами тока. Как и в работе [1], здесь наилучший эффект комплексной обработки получен при использовании низковольтного источника тока, генерирующего импульсы с частотой 40 Гц и амплитудой тока 800 А. В высоковольтном источнике амплитуду тока повышали до величины, при которой получены удовлетворительные ре- зультаты, она составляла 15 кА. Дальнейшее наращивание энергии импульса нецелесообразно по двум причинам. Во-первых, это приводит к увеличению не только энергозатрат на обработку, но и массогабаритных показателей генератора. Во-вторых, сравнительно одинаковые результаты структуры металла, полученные при низковольтной и высоковольтной обработке, обеспечиваются разными удельными энергозатратами − 0,1 и 2,0 кВт · ч/т соответственно, что естествен- но, свидетельствует о наилучшей инвестиционной привлекательности именно низковольтного источника импульсного тока (НВИИТ). На рис. 2, а представлена микроструктура образца, полученного выплавкой при 820 0С с последующим введением SiC в виде лигатуры, изготовленной на основе алюминия в соотношении 1:8, выдержкой в течение 20 минут. Обработка 74 ISSN 0235-5884. Процессы литья. 2015. № 1 (109) Кристаллизация и структурообразование сплавов НВИИТ с частотой 40 Гц проведена при остывании расплава до 695 0С. Как видим, добавочного уровня измельчения Si 1 здесь не обнаружено (Si 1 ≈ 60 мкм), наиболее активно SiC повлиял на структуру эвтектики (Si э < 7 мкм). Но проблема использования SiC заключается в низкой смачиваемости его частиц расплавом алюминия [10]. Это обстоятельство существенно затруднило приготов- ление модифицирующей лигатуры, а также привело к тому, что не все частицы SiC вовлекаются в кристаллизационный процесс. Но нами обнаружено, что длительная изотермическая выдержка расплава (> 30 мин) все же увеличивает вероятность более активного усвоения расплавом частиц SiC, но, к сожалению, не полного. Попытки активизировать этот процесс импульсами тока не привели к 100 %-ному результату усвоения. Комплексное воздействие импульсов тока и модифицирования фосфора в со- ставе лигатуры AlCu2,5Р3 показало, что здесь проявляется не только эффект из- мельчения Si 1 , свойственный влиянию фосфора, но и активное модифицирование Si э , свойственное импульсному току [1]. При этом электрический ток способствовал более активному усвоению фосфора. Введение его в количестве 0,07 % без тока при одинаковых температурных режимах показало практически такой же результат и при доле 0,025 %, но при обработке НВИИТ с частотой посылок импульсов 40 Гц. На рис. 2, б представлена соответствующая микроструктура. Здесь Si 1 измельчился до 35 мкм, Si э − до 15. Как и ожидалось, использование титана в качестве самостоятельного модифи- катора в составе лигатуры AlТi5В1 при различном количестве добавки в широком интервале температур как при действии тока, так и без него, не показало положи- тельного эффекта. Но вместе с тем положительное действие титана сказалось при использовании набора химических модификаторов. Здесь удовлетворительный результат по структуре литого сплава А390 получен после выплавки при 850 0С, 20-ти минутной изотермической выдержке с трехкратным периодическим перемешиванием по 30 с, и с последующим введением Al8SiC (0,4 %мас. SiC), AlCu2,5Р3 (0,025 %мас. Р), AlТi5В1 (0,15 %мас. Тi) при температуре 820 0С, затем 10-ти минутной изотермической выдержкой с двукратным периодическим перемешиванием по 30 с и далее обработкой вне печи НВИИТ при 40 Гц в температурном интервале от 810 до 700 0С. На рис. 2, в представлена микроструктура полученного при этом образца. Здесь Si 1 выделился в компактной форме размером до 20 мкм, SiЭ модифицирован до 10. Как было отмечено выше, действие натрия на процессы измельчения Si 1 и модифицирование эвтектики разными авторами трактуется по-разному. Но в работе [15] показано, что комплексная обработка NaCl и вибрацией с режимом акустической кавитации привела к измельчению Si 1 в несколько раз. Но при этом структурные типы Si 1 в положительную сторону не изменились, хотя отмечен эффект образования тонкодифференцированной эвтектики. В данной работе обнаружен положительный эффект дополнительного исполь- зования натрия, вводимого в составе флюса NaCl (1 %мас.) в качестве элемента, благоприятно влияющего на улучшение кристаллизационной способности расплава, обрабатываемого в надликвидусной зоне комплексом мероприятий (Na+Р+НВИИТ). На рис. 2, г представлена микроструктура образца, полученного по следующей процедуре: выплавка при 750 0С, введение флюса NaCl (1 %мас.), 10-ти минутная изо- термическая выдержка с двукратным перемешиванием по 20 с, введение колоколь- чиком при перемешивании AlCu2,5P3 (P − 0,025 %мас.), подъем температуры до 850 0С, 10-ти минутная изотермическая выдержка с двукратным перемешиванием по 20 с, обработка вне печи НВИИТ при 40 Гц в температурном диапазоне от 840 до 720 0С, заливка. Получены параметры структуры: Si 1 размером 20 мкм, кристаллы в форме октаэдров со сглаженными краями; Si Э закристаллизовался в виде компактных частиц размером 12 мкм. Испытания образцов на разрыв показали увеличение предела прочности на 14 %, относительного удлинения с 0,8 до 2,8 %. Данные сравнивались с образцом, полученным по аналогичной процедуре, но при остывании сплава без ISSN 0235-5884. Процессы литья. 2015. № 1 (109) 75 Кристаллизация и структурообразование сплавов электротоковой обработки. Микроструктура образца представлена на рис. 2, д. Здесь Si 1 представлен различными формами, размер кристаллов Si 1 − 45 мкм, Si Э имеет вид ограненных пластин различной формы размером 15 мкм. На рис. 2, е представлена микроструктура образца, полученного по аналогичной процедуре обработки, но вместо НВИИТ использован ВВИИТ. Здесь получены размеры включений кремния, аналогичные образцу на рис. 2, г (Si 1 ≈ 20 мкм; Si Э ≈ 12 мкм), но в структуре эвтектики Si Э затвердел в менее благоприятной форме ограненных пластин различной формы. При этом в сравнении с контрольным образцом (рис. 2, д) σ в повышена на 12 %, а δ − с 0,8 до 2,5 %. Заметим, что в образцах (рис. 2, г и е) объем частиц кристаллов Si 1 в сравнении с образцами, полученными только с изотермической выдержкой, увеличен с 12 до 17 %, то есть достигнуто почти полуторакратное увеличение. Это косвенно подтверждает тот факт, что комплексная обработка расплава обеспечивает более активное использование кремния в процессах пер- вичной кристаллизации в виде кристаллов Si 1 . В порядке обсуждения полученных результатов отметим, что количественное описание механизмов, обеспечивающее эффект модифицирования структуры ПЗС комплексной обработкой расплава, пока невозможно. Причина тому – недостаток экспериментальных данных, противоречивость в трактовке результатов, сделанных разными авторами. Что касается многофункционального и многоцелевого воздействия электрического тока на процессы зародышеобразования и кристаллизации, то любые попытки количественного описания механизмов воздействия тока, тем более в импульсном режиме тока, пока преждевременны. Выводы Выполненные на описанном лабораторном оборудовании эксперименты по выбранным рациональным процедурам комплексной обработки показали возможность получения для сплава А390 дисперсной и однородной структуры, характеризуемой компактными кристаллами первичного кремния с размером 20 мкм и модифицированной эвтектикой с размером включений кремния 10 мкм. При этом объем кристаллов Si 1 увеличен в 1,4 раза, предел прочности − на 14 %, а относительное удлинение увеличено с 0,8 до 2,8 %. Воздействие в надликвидусной зоне импульсного электрического тока малой удельной мощности (0,1 кВт · ч/т) обеспечивает улучшение кристаллизационной спо- Рис. 2. Микроструктуры образцов после обработки: а – SiC+НВИИТ; б – P+НВИИТ; в − SiC, P, Ti + НВИИТ; г − Na+P+НВИИТ; д − Na+P; е − Na+P+ВВИИТ а дг вб е 100 µm 100 µm 100 µm 40 µm 40 µm 40 µm 76 ISSN 0235-5884. Процессы литья. 2015. № 1 (109) Кристаллизация и структурообразование сплавов собности сплава с введенными модификаторами. Логично феноменологически это пояснить, в том числе, действием электромагнитного поля, схожим с каталитическим эффектом и эффектом, свойственным прекурсорам. Более детальное понимание этих эффектов возможно после рассмотрения процессов, происходящих в локальных зонах атомарного и субатомарного уровней, на которых и происходят элементарные акты перестройки структуры жидкометаллической гетерогенной системы. 1. Кондукционная электротоковая обработка расплава сплава А390 / В. Н. Цуркин, А. В. Ива- нов, Н. А. Федченко, С. С. Череповский и др. // Процессы литья. – 2014. − № 6. – С. 32-40. 2. Поршневые силумины / Н. А. Белов, В. Д. Белов, С. В. Савченко, М. Е. Самошина и др. – М.: Изд. дом «Руда и металлы», 2011. – 248 с. 3. Влияние магнитогидродинамической обработки расплава медистых заэвтектических силу- минов на процессы образования упрочняющих наночастиц в процессе старения / А. А. Бере- зина, В. И. Дубоделов, Т. А. Монастырская, В. Н. Фикссен, и др. // Металлофизика и новей- шие технологии. – 2011. − Т. 33. − № 5. – С. 651-662. 4. Скоробогатько Ю. П. Фізичне модифікування заевтектичних алюмінієвих сплавів з викорис- танням електромагнітної дії // Металознавство та обробка металів. – 2011. − №4. – С. 44-50. 5. Иванов А. В., Синчук А. В., Цуркин В. Н. Электротоковая обработка жидких и кристаллизу- ющихся сплавов в литейных технологиях // Электронная обработка материалов. – 2011. − № 47 (5). – С. 89-98. 6. Структурные и фазовые превращения в силуминах под воздействием жидкофазной обрабо- тки электрическим током / С. С. Петров, А. Г. Пригунова, В. С. Пригунов и др. // Металло- физика и новейшие технологии. – 2009. – Т. 31. − № 8 – С. 1161-1168. 7. О высоковольтной электроимпульсной обработке расплава / Г. П. Борисов, В. Н. Цуркин, А. В. Синчук и др. //Металлургия машиностроения. – 2010. − № 5 – С. 33-39. 8. Салтыков С. А. Стереометрическая металлография. – М.: Металлургия, 1976. – 271 с. 9. Peach-Paul, M. I., Katz R. N., Makhlouf M. M. Optimum parameters for wetting silicon carbide by aluminum alloys// Metallurgical and materials transactions. – 2000. – Vol. 31A. – P. 565-573. 10. Рафальский И. В. Получение литейных композиционных материалов из алюминиевых сплавов в гетерогенном состоянии с дисперсными наполнителями // Литье и металлургия. – 2011. − № 3. – С. 26-31. 11. Зедгенидзе И. Г. Планирование эксперимента для исследования многокомпонентных систем. – М.: Наука, 1976. – 390 с. 12. Черников Д. Г. Повышение процессов литья при производстве деталей двигателей лета- тельных аппаратов путем воздействия импульсного магнитного поля на расплав. Авторе- ферат дис... канд. техн. наук. – Самара, 2010 – 16 с. 13. Ершов Г. С., Поздняк Л. А. Структурообразование и формирование свойств сталей и спла- вов. – Киев: Наукова дума, 1998. – 380 с. 14. Ладьянов В. И., Новохатский Н. А., Логунов С. В. Оценка времени жизни кластеров в жидких металлах// Металлы. – 1995. − № 2. – С. 13-22. 15. Изменение структуры силуминов воздействием на их расплавы акустической кавитацией и жидкими солями / Л. Е. Бодрова, Э. А. Попова, Н. А. Ватолин и др. // Расплавы. – 2004. − № 4. – С. 62-66. Поступила 18.12.2014

Kондукционная электротоковая обработка расплава сплава A390 в комплексе с модификаторами

Репозитарії

Схожі ресурси