Особливості кристалізації та еволюція структури залізовмісних фаз сплаву АК5М2 при обробленні розплаву імпульсним електричним струмом
Processy litʹâ, 2019, Tom 136, №4, p.20-34
Ключові слова:
залізовмісна фаза, морфологія, фазові перетворення, механічні властивості, однополярний імпульсний електричний струмАнотація
Поступила 30.05.2019
УДК 669.11/. 15: 542.65:621.3.015
У роботі досліджено закономірності структуроутворення доевтектичного сплаву АК5М2 після проходження однополярного імпульсного електричного струму через розплав. Показано, що оброблення розплаву електричним струмом призводить до зміни характеру фазових перетворень при кристалізації, утворенню евтектик, до складу яких замість залізовмісної голкоподібної фази β-FeSiAl5 входить розгалужений інтерметалід α-(Fe,Mn,Cu)3Si2Al15. Встановлено залежність морфології залізовмісних фаз від параметрів оброблення електричним струмом і їх взаємозв'язок з механічними властивостями. Визначено кристалографічну структуру интерметаліду α-(Fe,Mn,Cu)3Si2Al15, що утворюється за евтектичними реакціями розпаду рідини за участю твердих розчинів алюмінію та кремнію. Теоретичними розрахунками показано, що структурні зміни в розплаві, що відбуваються при проходженні електричного струму, пов'язані з явищем елeктропереносу, перерозподілом атомів компонентів між розупорядкованою зоною і кластерами. Це призводить до зміни складу і ближнього порядку атомів у залізовмісних кластерах, зміни структури і морфології залізовмісних фаз при кристалізації, що обумовлює підвищення механічних властивостей вторинного сплаву АК5М2 до рівня аналогів, виплавлених з первинних металів.
Посилання
Mondolfo, L. F. (1979) Aluminum alloys: structure and properties. Moscow: Metallurgiya, 640 p. [in Russian].
Danilov, V. I. (1956) Structure and crystallization of liquids. Kiev, ed. Acad. of Sci. of USSR, 566 p. [in Russian].
Belov, N. A., Aksenov, A. A., Eskin, D. (2002) Iron in aluminium alloys. London: Taylor Francis, 360 p. [in Russian].
Prigunova, A. G., Petrov, S. S. (2016) The structure of metal melts and its relationship with the solid state. Metalloznavstvo i termicheskaya obrabotka metallov, no. 2, pp. 17–29 [in Ukrainian].
Muratov, O. S., Roik, O. S., Kazimirov, V. P., Nosenko, V. K., Zelinskaya, G. M. (2014) X-ray diffraction studies of the liquid and melt-spun Al–Co–Si alloys. Journal of Non-Crystalline Solids, Vol. 401, pp. 44–49 [in English].
Taran, Yu. N., Prigunova, A. G., Zamyatin, V. M., Belkov, I. L., Nasyrov, Ya. A., Petrov, S. S. (1987) The influence of external influences on the character viscosity of liquid complex-alloyed silumins. Izvestia universities. Non-ferrous metallurgy, no. 4, pp. 82–85 [in Russian].
Petrov, S. S., Prigunova, A. G., Prigunov, S. V., Klyuchnik, D. M. (2008) Structural and phase transformations in silumins under the influence of liquid-phase electric current processing. Metallofizuka I noveishie teknologii, Vol. 30, no. 8, pp. 1129–1137 [in Russian].
Petrov, S.S., Prigunova, A.G., Prigunov, S. V., Klyuchnik, D. M. (2007) The structure of hypereutectic silumins for modifying melts with electric current. Metalloznavstvo i termicheskaya obrabotka metallov, no.1, pp. 53–61 [in Russian].
Xu, G., Zheng, J., Liu, Y., and Cui, J. (2005) Effect of electric current on the cast microstructure of Al-Si alloy. China Foundry, Vol. 2, no. 3, pp. 171–175 [in English].
Ivanov, A. V., Sinchuk, A. V. and Bogoslavskaya, A. S. (2011) A study of the electromagnetic and hydrodynamic processes in a liquid-metal conductor exposed to current pulses. Surface engineering and applied electrochemistry, Vol. 47, no. 1, pp. 28–34 [in English].
Pat. 101208 UA. B22 D1/00, C22B 9/00, C22F 3/0 (2013) Petrov S.S., Prigunov S.V., Prigunova A.G., Klyuchnik D.M. Method of silumins production (Bull. no. 5, 11.03.2013). [in Ukrainian].
Prigunova, A. G, Belov, N. A., Taran, Yu. N., Zolotorevsky, V. S., Napalkov, V. I., Petrov, S. S. (1996) Silumins. Atlas of microstructures and fractograms of industrial alloys. Ref. Ed. Moscow: MISiS, 175 p. [in Russian].
Taran, Yu. N., Mazur, V. I. (1978) Structure of eutectic alloys. Moscow: Metallurgiya: 312 p. [in Russian].
Prigunova, A. G. (1998) Increasing the strength and plasticity of secondary silumins with microadditives. Metallofizika i noveyshiye tekhnologii, Vol. 20, no.10, pp. 43–49 [in Russian].
Prigunova, A. G. (1998) The mechanism of neutralization of the harmful effect of iron in silumins by microadditions of manganese and chromium. Metallofizika i noveyshiye tekhnologii, Vol. 20, no. 12, pp. 59–68 [in Russian].
Sugiyama, K., Kaji, N., Hiraga, K. (1998) Re-Refinement of α-(AlMnSi). Acta Crystallographica C, Vol. 54, pp. 445–447 [in English].
Cooper, M., Robinson, K. (1966) The crystal structure of the ternary alloy α(AlMnSi). Acta Crystallographica, Vol. 20, pp. 614–617[in English].
Griger, A. (1987) Powder diffraction data for the alphah Intermetallic phases with slight variation in composition in the system Al–Fe–Si, Powder Diffraction, Vol. 2, no 1, pp. 31–37[in English].
Taran, Yu. N., Prigunova, A. G., Galchak, V. P., Petrov, S. S., Belkov, I. L. (1987) Influence of electric current on structural transformations in complex-alloyed aluminum-silicon melts. Rasplavy, Vol.1, no. 4, pp. 111–115 [in Russian].
Mikhailov, V. A., Bogdanova, D. D. (1978) Electric transport in liquid metals. Theory and applications. Novosibirsk: Nauka, 224 p. [in Russian].
Petrov, S. S., Prigunova, A. G., Prigunov, S. V. (2007) On the issue of the mechanism of modifying silumins by treating melts with electric current. Metalloznavstvo i termicheskaya obrabotka metallov, no. 4, pp. 26–35 [in Russian].
Kharkov, E.I., Lysov, V. I., Fedorov, V. E. (1979) Physics of liquid metals. Kiev: Vishcha shkola, 247 p. [in Russian].
Downloads
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2019 А. Г. Пригунова, Г. М. Зелінська*, М. В. Кошелєв
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
