Вплив зовнішнього магнітного поля на структуроутворення алюмінієвого сплаву системи Al–Si з підвищеним вмістом заліза: Processy litʹâ, 2020, Tom 140, №2, p.22-29

Т. М.  Наріжна; О. М.  Доній; М. М.  Ворон*

doi:10.15407/plit2020.02.022

Автор(и)

Т. М. Наріжна Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», (Київ, Україна)
О. М. Доній Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», (Київ, Україна)
М. М. Ворон* *Фізико-технологічний інститут металів та сплавів Національної академії наук України (Київ, Україна)

DOI:

https://doi.org/10.15407/plit2020.02.022

Ключові слова:

алюмінієвий сплав, доевтектичний силумін, магнітне поле, феромагнітні включення, макроструктура, мікроструктура, рентгеноструктурний фазовий аналіз, мікротвердість

Анотація

Надійшла 26.05.2020

УДК 669.715:669.179

Проведено порівняльні дослідження кінцевої структури алюмінієвого доевтектичного силуміну марки АК7М2 з підвищеним вмістом заліза у вихідному литому стані та після впливу зовнішнього постійного магнітного поля на розплав після процесу кристалізації. Макроскопічні дослідження показали, що після кристалізації силуміну без накладання зовнішнього постійного магнітного поля в структурі сплаву утворилися газові пори як наслідок значної газомісткості самого сплаву або проникнення в сплав газів, які виділяються з ливарної форми. За допомогою металографічного якісного аналізу в мікроструктурі сплаву АК7М2, що піддавався впливу магнітного поля, виявлено залізовмісні фази зіркоподібної та ієрогліфічної форм, що рівномірно розподіляються в об’ємі закристалізованого силуміну. Спостерігається рівномірний розподіл α-твердого розчину, фази Al15Fe3Si2, Al5SiFe та евтектики α + Si порівняно із силуміном у вихідному стані. Мікроструктурний аналіз та рентгенівський фазовий аналіз показали наявність фаз Al5SiFe і Al15Fe3Si2 та відмінність їх кількості, розподілу і будови в залежності від умов кристалізації. За результатами вимірювання мікротвердості методом Вікерса виявлено, що внаслідок застосування зовнішнього постійного магнітного поля на розплав доевтектичного силуміну АК7М2 з підвищеним вмістом заліза можливо отримати вищі показники мікротвердості твердого розчину і евтектики α + Si в порівнянні з необробленим сплавом. На підставі результатів якісних і кількісних металографічних досліджень та рентгеноструктурного фазового аналізу зроблено висновки про характер впливу зовнішньої фізичної обробки на структуру сплаву АК7М2 після кристалізації.

Біографії авторів

автор Т. М. Наріжна, афіліація Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», (Київ, Україна)

аспірант
автор О. М. Доній, афіліація Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», (Київ, Україна)

канд. техн. наук, доц.
автор М. М. Ворон*, афіліація *Фізико-технологічний інститут металів та сплавів Національної академії наук України (Київ, Україна)

канд. техн. наук, ст. наук. cпівр.

Посилання

Afonin, V. K. (2007) Metals and alloys: Reference book. St. Petersburg.: research and production association «Professional». Solntsev Yu.P. (Ed.), 1092 p. [In Russian].

Gulov, S. S., Ganiev, I. N., Berdiev, A. Je. (2018) The effect of strontium and germanium on the mechanical properties of AK7M2 alloy. Polytechnic Bulletin. Series: Engineering Research, 4 (44), 59–64. [In Russian].

Belov, V. D., Filippova, I. A., Hajchenko, V. E. (2014) Investigation of the effect of modifiers made of rapidly cooled AK7M2 alloy on the structure and properties of the basic composition AK7M2 alloy. High technology. Vol. 15, 8, 43–47. [In Russian].

Filippova, I. A., Hajchenko, V. E. (2014) Investigation of the effect of 50CU-50ZR ligature on the structure and mechanical properties of AK7M2 alloy. Chief mechanical engineer, 11, 35–38. [In Russian].

Nikitin, K. V., Nikitin, V. I., Timoshkin, I. Ju., Glushhenkov, V. A., Chernikov, D. G. (2016) Processing of melts by magnetic pulse fields to control the structure and properties of industrial silumins. News of higher educational institutions. Non-ferrous metallurgy,

, 34–42. [In Russian].

Chernikov, D. G., Glushhenkov, V. A., Nikitin, V. I., Nikitin, K. V. (2014) Improving the method of magnetic pulse processing of aluminum melts. Bulletin of the Samara Scientific Center of the Russian Academy of Sciences. Vol. 16, no. 6. [In Russian].

Dubodelov, V. I., Seredenko, V. A., Zatulovskij, S. S., Kosinskaja, A. V. (2010) Structuring of pre- and hypereutectic Al-Ni alloys upon their solidification in a constant uniform magnetic field. Casting processes, 6 (84). [In Ukrainian].

Procenko, I. G., Brusencov, Ju. A., Filatov, I. S. (2013) Hardening of aluminum heatresistant alloys. Transactions TSTU. Vol. 19, no. 2, 436–441. [In Russian].

Voron, M. M., Drozd, Ye. O., Berest, D. A. (2018) Structure and properties of Al–Si–Cu alloys after crystallization under magnetic field. Casting processes (1), 49–55.