ФОРМУВАННЯ НЕДЕНДРИТНОЇ СТРУКТУРИ ПЕРВИННОЇ ФАЗИ У ВИЛИВКУ З АЛЮМІНІЄВОГО СПЛАВУ АК7ч ПРИ ЗАЛИВЦІ РОЗПЛАВУ В ЛИВАРНУ ФОРМУ З РІЗНИМИ ЛИВНИКОВО-ЖИВИЛЬНИМИ СИСТЕМАМИ: Procesi littâ, 2023, Vol 4 (154), 36-43

А.М.  Недужий

doi:10.15407/plit2023.04.036

Автор(и)

А.М. Недужий Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України (Київ, Україна) https://orcid.org/0000-0002-6259-0312

DOI:

https://doi.org/10.15407/plit2023.04.036

Ключові слова:

алюмінієвий сплав, ливарна форма, ливниково-живильні системи, потік сплаву, недендритна структура, глобулярна структура, первинна фаза, центри кристалізації

Анотація

Показано можливість формування недендритної глобулярної структури первинної фази у виливку з алюмінієвого сплаву АК7ч в ливарній формі, яка об’єднує різні типи ливниково-живильних систем — верхню (дощову), нижню (сифонну) та вертикально-щілинну. Для створення в одній ливарній формі вказаних трьох типів ливниково-живильних систем її порожнину було розділено на чотири рівні за об’ємом відсіки за допомогою двох перпендикулярних тонких металевих перегородок. Кожному відсіку ливарної форми за годинниковою стрілкою було присвоєно порядковий номер від I до IV. Перший відсік був ізольованим і не сполучався з іншими відсіками. Другий відсік сполучався з третім відсіком за допомогою нижнього живильника. У свою чергу, третій відсік сполучався з четвертим відсіком із використанням вертикально-щілинного живильника. Розплав заливали на металеву тонку перегородку між першим та другим відсіком так, щоб у перший відсік надходило в три рази менше розплаву, ніж у відсік II. Така заливка ливарної форми забезпечувала рівномірність її заповнення та одночасне заповнення першого (ізольованого) відсіку та відсіків II–IV (відсіків, які сполучаються між собою ливниковими каналами). Алюмінієвий розплав заливали в порожнину ливарної форми у високоперегрітому (Т_зал = 700 ^oС) та в низькоперегрітому (Т_зал = 620 ^oС) станах. Показано, що при заливці ливарної форми розплавом із високим перегрівом у всіх чотирьох відсіках форми утворюється дендритна структура твердого розчину алюмінію із середньою величиною
дендритного параметра 32 мкм. Установлено, що в результаті заливки розплаву в ливарну форму з низьким перегрівом у першому, другому, третьому та четвертому відсіках форми сформувалася недендритна структура первинної твердої фази. При цьому в четвертому відсіку ливарної форми вказана недендритна структура фази α-Al мала вигляд глобулярної з розміром глобулярних кристалів 50–100 мкм.

Біографія автора

А.М. Недужий, Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України (Київ, Україна)

канд. техн. наук, наук. співроб.

Посилання

Browne D.J., Hussey M.J., Carr A.J., Brabazon D. (2003) Direct thermal method: new process for development of globular alloy microstructure. International Journal of Cast Metals Research, vol. 16, no. 4, pp. 418–426.

Browne D.J., Hussey M.J., Carr A.J. (2004) Towards optimisation of the direct thermal method of rheocasting. Proceedings of the 8th International Conference on Semi-Solid Processing of Alloys and Composites (Cyprus, Limassol, Sept. 21–23, 2004) (eds. D. Apelian, A. Alexandrou, G. Gergiou, J. Jorstad and M. Makhlouf.

Nekrasov G. B., Odarchenko I. B. (2013) Osnovy tekhnologii liteynogo proizvodstva. Plavka, zalivka metalla, kokil’noye lit’ye : ucheb. posobiye [Fundamentals of foundry technology. Melting, metal pouring, chill casting : tutorial]. Minsk : Vysheyshaya shkola. 223 p. [in Russian].

Churkin B.S., Gofman E.B., Mayzel’ S.G., Afonaskin A.V., Milyayev V.M., Churkin A.B., Filippenkov A.A. (2000) Tekhnologiya liteynogo proizvodstva: Ucheb. [Foundry technology: Textbook]. (eds. Churkin B. S.), Yekaterinburg: Ural’skiy gosudarstvennyy professional’nopedagogicheskiy universitet. 662 p. [in Russian].

Mikhal’tsov A.M. (2011) Tekhnologiya liteynoy formy: uchebno-metodicheskoye posobiye dlya prakticheskikh zanyatiy i kursovogo proyektirovaniya dlya studentov napravleniya spetsial’nosti 1-42 01 01-01 01 «Liteynoye proizvodstvo chernykh i tsvetnykh metallov»[Mold technology: a teaching aid for practical exercises and course design for students of specialty 1-42 01 01-01 01 «Foundry production of ferrous and non-ferrous metals»]. Minsk: Belorusskiy natsional’nyy tekhnicheskiy universitet. 109 p. [in Russian].

Byalik O.M., Smul’skiy A.A., Ivanchuk D.V. (1981) Opredeleniye kachestva metalla termicheskim analzom [Determination of metal quality by thermal analysis]. Liteynoye proizvodstvo, no. 5. pp. 2–3 [in Russian].

Smul’skiy A.A., Semenchenko A.I., Yelov S.M. (2002) Termicheskiy analiz alyuminiyevykh splavov [Thermal analysis of aluminum alloys]. Protsessy lit’ya, no. 1. pp. 10–16 [in Russian].

Borisov G.P., Smul’skiy A.A., Semenchenko A.I. (2007) Ekspress-kontrol’ rasplava i prognozirovaniye svoystv budushchey otlivki na stadii prigotovleniya zhidkogo metalla na osnove usovershenstvovannogo metoda termicheskogo analiza [Express control of the melt and prediction of the properties of a future casting at the stage of preparation of liquid metal based on an improved method of thermal analysis]. Protsessy lit’ya, no. 1–2. pp. 19–22 [in Russian].

Neduzhyi A.M. (2008) Vplyv nyz`kykh temperatur zalyvannya na mikrostrukturu splavu AK7ch [The effect of low pouring temperatures on the microstructure of AK7ч alloy]. Proceedings of the Nauk.-prakt. konf. molodykh vchenykh Ukrayiny «Metaly: oderzhannya, obrobka, zastosuvannya» (Ukraine, Kyiv, may 28–29, 2008), Kyiv: Metaloznavstvo ta obrobka metaliv, 2008, no. 3, pp. 74. [in Ukrainian].

Neduzhyi A.M. (2012) Doslidzhennya roli potoku u formuvanni nedendrytnoyi struktury pervynnoyi fazy v alyuminiyevomu splavi AK7ch [Study of the role of flow in the formation of the non-dendritic structure of the primary phase in aluminum alloy AK7ч]. Proceedings of the IV nauk.-prakt. konf. molodykh vchenykh Ukrayiny «Novi lyvarni tekhnolohiyi i materialy u mashynobuduvanni» (Ukraine, Kyiv, oct. 8–10, 2012), Kyiv: Metaloznavstvo ta obrobka metaliv, 2012, no. 4. pp. 55–56 [in Ukrainian].

Yefimov V.A., Anisovich G.A., Babich V.N. (1991) Spetsial’nyye sposoby lit’ya: Sprav [Special casting methods: Reference book]. Moscow: Mashinostroyeniye, 436 p. [in Russian].

Zhu M.F., Kim J.M. and Hong C.P. (2001) Modeling of Globular and Dendritic Structure Evolution in Solidification of an Al–7mass%Si Alloy. ISIJ International, vol. 41, no. 9, pp. 992–998.