Ефективність модифікування заевтектичного силуміну дрібнокристалічною лігатурою al–р

Processy litʹâ, 2021, Tom 146, №4, p.40-47

Автор(и)

  • А. В. Сінчук Інститут імпульсних процесів і технологій НАН України (Миколаїв, Україна)
  • О.Є. Меркулов* *Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова НАН України (Дніпро, Україна)

DOI:

https://doi.org/10.15407/plit2021.04.040

Ключові слова:

заевтектичний силумін, модифікування, крупнокристалічна (дрібнокристалічна) лігатура, фосфід алюмінію, первинний кремній, рафінування

Анотація

Надійшла 21.10.2021

УДК 621.746.6:669.715-41

Наведено порівняльні результати модифікування заевтектичного силуміну А390 бінарною лігатурою Al–3Р, що має різний структурно-розмірний стан. Дрібнокристалічну лігатуру з рівномірно розподіленими в алюмінієвій матриці фосфідними включеннями розміром від 5–10 мкм і менше отримували у вигляді тонких пластинок шляхом переплавлення в захисній атмосфері та швидкісного охолодження комерційної крупнокристалічної таблетованої лігатури, яка поруч з дисперсними включеннями містила окремі частки та їх конгломерати розміром понад 200 мкм. Переплавлення також сприяло утворенню більшої кількості фосфідної фази, ймовірно, внаслідок допроходження хімічних реакцій за участі елементарного фосфору, що лишався в комерційній лігатурі. Після модифікування дрібнокристалічною лігатурою кристали первинного Si в сплаві А390 подрібнюються в 1,2–2,5 рази та покращуються його механічні властивості порівняно зі сплавом, модифікованим крупнокристалічною лігатурою. За кривими охолодження визначено, що первинна кристалізація силуміну, модифікованого дрібнокристалічною лігатурою, проходить без виділення прихованої теплоти і стартує за температури, що на 5 0С перевищує температуру початку кристалізації сплаву з додаванням крупнокристалічної лігатури. Показано також, що дисперсність литої структури модифікованого дрібнокристалічною лігатурою сплаву А390, включно з евтектичною, зростає, а відносне подовження збільшується до 2 % в послідовності «нерафінований сплав» – «сплав, рафінований гексахлоретаном» – «сплав, рафінований продуванням аргоном».

Біографії авторів

А. В. Сінчук, Інститут імпульсних процесів і технологій НАН України (Миколаїв, Україна)

канд. техн. наук, старш. наук. співроб.

О.Є. Меркулов*, *Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова НАН України (Дніпро, Україна)

д-р техн. наук, старш. наук. співроб.

Посилання

Campbell, J. & Tiryakioglu, M. (2010). Review of effect of P and Sr on modification and porosity development in Al–Si alloys. Materials Science and Technology, Vol. 26 (3), pp. 262–268 [in English].

Liang, S. M. & Schmid-Fetzer, R. (2014) Phosphorus in Al–Si cast alloys: Thermodynamic prediction of the AlP and eutectic (Si) solidification sequence validated by microstructure and nucleation undercooling data. Acta Materialia, Vol. 72, pp. 41–56 [in English].

Li, J., Hage, F. S., Liu, X., Ramasse, Q. & Schumacher P. (2016) Revealing heterogeneous nucleation of primary Si and eutectic Si by AlP in hypereutectic Al–Si alloys. Scientific Reports 6, article number: 25244; doi: 10.1038/srep25244 [in English].

Belov, М. V. (2007) Issledovanie protsessa kristallizatsii Al–Si splavov i razrabotka legkoplavkih fosforsodershaschih ligatur s tsel’yu povishenia kachestva litih porshnevih zagotovok. Avtoref. diss…kand. tehn. nauk. Moscow: Gosudarstvenniy Tehnologicheskiy Universitet «Моskovskiy institute stali i splavov», 26 p. [in Russian].

Zuo, M., Liu, X. F., Dai, H. S. & Liu, X. J. (2009) Al–Si-P master alloy and its modification and refinement performace on Al–Si alloys. Rare Metals, Vol. 28, pp. 412–417 [in English].

Zuo, M., Liu, Х. (2011) Series of Al–P Master Alloy and excellent refining performance on hypereutectic A390 Alloys. Advanced Materials Research, Vols. 306–307, pp. 613–616 [in English].

Nikitin, V. I., Nikitin, К. V. (2014) Development and application of structure heredity in aluminum alloys. Journal of Siberian Federal University. Engineering & Technologies, Vol. 4 (7), pp. 424–429 [in Russian].

Nikitin, К. V., Timoshkin, I. Yu. (2011). Hereditary effect of pig alloys on the properties of siluminum castings. Liteynoe proizvodstvo, no 7, pp. 19–22 [in Russian].

Zhang, J., Kang, S. B., Yu, H. S., Cho, J. H., Min, G. H, Stetsenko, V. Y. (2011) Effect of fine-grained raw material addition on microstructure refinement and tensile properties in horizontal continuous casting Al–12%Si alloy billets. Materials & Design, Vol. 32, pp. 3566–3569 [in English].

Belov, V. D., Nguen, К. Х. (2018) Effect of cooling rate during crystallization copperphosphorus alloy for its ability to refine primary silicon of hypereutectic silumins. Liteischik Rossii, no 11, pp.18–22 [in Russian].

Zuo, M., Liua, X. F., Sun, Q. Q. & Jianga, K. (2009) Effect of rapid solidification on the microstructure and refining performance of an Al–Si–P master alloy. Journal of Materials Processing Technology, Vol. 209, pp. 5504–5508 [in English].

Jing Zhang, Hongmei Chen, Hui Yu, & Yunxue Jin (2015) Study on Dual Modification of Al–17%Si Alloys by Structural Heredity. Metals, Vol. 5, pp. 1112–1126 [in English].

Campbell, J. (2015) Complete Casting Handbook. Metal Casting Processes, Metallurgy, Techniques and Design. Published by Elsevier Ltd., 1054 p. [in English].

Downloads

Опубліковано

07-12-2021

Як цитувати

Сінчук, А. В. ., & Меркулов*, О. . (2021). Ефективність модифікування заевтектичного силуміну дрібнокристалічною лігатурою al–р: Processy litʹâ, 2021, Tom 146, №4, p.40-47. Процеси лиття, 146(4), 40–47. https://doi.org/10.15407/plit2021.04.040

Номер

Розділ

КРИСТАЛІЗАЦІЯ ТА СТРУКТУРОУТВОРЕННЯ СПЛАВІВ