Дослідження фазових перетворень при кристалізації алюмінієвих сплавів методом гартувально-мікроструктурного аналізу
Processy litʹâ, 2020, Tom 141, №3, p.27-41
DOI:
https://doi.org/10.15407/plit2020.03.027Ключові слова:
алюміній-кремнієві сплави, кристалізація, фазові перетворення, гартування, швидкість охолодженняАнотація
Надійшла 15.06.2020
УДК 669.715:536.46:539.24/.27
Вивчення механізму фазових перетворень при формуванні структури металів і сплавів є перспективним напрямком удосконалення відомих і розробки нових матеріалів. Це обумовлює необхідність розширення методичних і експериментальних можливостей їх дослідження. Методи металографічного аналізу, що широко використовуються, дозволяють отримувати інформацію про структурні особливості сплавів. Разом з тим, визначити механізм утворення фаз по мікроструктурі повністю затверділих зразків є досить проблематичним. Основним інструментом аналізу і прогнозування структури при зміні температури і складу сплавів є діаграми фазових рівноваг. Однак вони не можуть бути застосованими до опису кінетики фазових переходів. У роботі розглянуто методичні особливості розробленого способу, гартівно-мікроструктурного аналізу, що дозволяє дослідити етапи і характер фазових перетворень при кристалізації, незалежно від ступеня метастабільності системи. В його основі високошвидкісне гартування від температур фазових перетворень, визначених методом ДТА. Експериментально встановлено, що швидкості охолодження (1,8-3,7) × 103 0С/с, які реалізуються при використанні методу «стоп-гартування», пригнічують або значимо обмежують дифузійний перерозподіл елементів у процесі охолодження. Це дозволяє ефективно використовувати запропонований метод аналізу для вивчення особливостей фазових пере-творень при кристалізації, обумовлених зміною хімічного складу, впливом різних зовнішніх факторів, зокрема, обробкою розплаву електричним струмом.
Посилання
Physical materials science: in 3 volumes, 3rd ed., Revised and supplemented / ed. R. U. Kahn, P. T. Haazen, vol. 2: Phase transformations in metals and alloys and alloys with special physical properties: trans. from English. Moscow: Metallurgy, 1987.624 p. [in Russian]
Maltsev M. V., Barsukova T. A., Borin F. A. (1960) Metallography of non-ferrous metals and alloys. Moscow: Metallurgy, 372 p. [in Russian]
Mondolfo L. F. (1979) Structure and properties of aluminum alloys: Per. from English. Moscow: Metallurgy, 640 p. [in Russian]
Mazur V. I., Mazur A. V. (2009) Introduction to the theory of alloys. Dnepropetrovsk: Lira LTD, 264 p. [in Russian]
Egunov V. P. (1966) Introduction to thermal analysis: Monograph. Samara, 270 p. [in Russian]
Mazur V. I, Taran Yu. N. (1988) Phase equilibria and phase transformations. Kiev: UMK VO, 88 p. [in Russian]
Kuo K. (1954) Metallography of Delta-Ferrite; Part I. Journal of Iron and Steel Institute. Vol. 176. Р. 433–441. [in English]
Brandis H., Walking K. Einfluss liner Legierungsa nderungb beim Stahls 6-5-2 (Mo 20) and Seinen. Erstarrungs und Aufschmelr verfanf. DEW-Teckiscke Berichte. 1971. Bd 11. h. 3. P. 139–146.
Mc. Laughlin J, Kraft R., Goldstein J. (1977) Characterization of the siligi fication structures within the Dendritic Core of M2 High Speed Steel. Metallurgical Transactions. V. 8A. № 11. h. 3. P. 137–145. [in English]
Mazur V. I., Prigunova A. G., Taran Yu. N. (1980) Models of melts in the Al-Si system based on the results of structural analysis of quenching products from a liquid state. Physics of metals and metal science, vol. 50, issue. 1, pp. 123–129. [in Russian]
Baricco M., Palumbo M., Baldissin D., Bosco E., Battezzati L. (2004) Metastable phases and phase diagrams. La metallurgia italiana. № 11–12. Р. 1–8.
Miroshnichenko I. S. (1982) Tempering from a liquid state. Moscow: Metallurgy, 168 p. [in Russian]
Suzuki K., Fujimori H., Hashimoto K. (1987) Amorphous metals. Moscow: Metallurgy. [in Russian]
Glezer A. M., Shurygina N. A. (2013) Amorphno-nanocrystalline alloys. Moscow: FIZMATLIT, 452 p. [in Russian]
Demello J. D. B., Durand-Сharul M, Hamar - Thibanet S. (1983) Solidification and Solid State Transformation during Cooling of Chromium–Molybdenum White Cast Iron. Metallurgical Trans- actions. V. 14A. № 9. P. 1793–1801.
Jacson R.S. (1954) The Austenite Liquidus Surface and Constitutional Diagram for the Fe-Cr-C Metastable system. Journal of the Iron and steel Institute. V. 176. Р. 433–441. [in English]
Kalinushkin E. P., Vasilev E. Ya. (1982) Application of the hardening method from a semi-liquid state to study the crystallization process of high-speed steels / In the book: Abstracts. report Vses. conf. "Regularities of the formation of the structure of eutectic type alloys." Dnepropetrovsk: DMetI. P. 193–198. [in Russian]
Galakhov F. Ya. (1961) High-temperature microfurnace for studying heterogeneous equilibria in systems of refractory oxides / In the book: Modern methods of research of selicates and building materials. Moscow: Gosstroyizdat, 178 p. [in Russian]
Kalinushkin E. P., Arshava E. V., Yakushev O. S. (1987) Influence of the cooling rate during crystallization of powder high-speed steels on the formation of their primary structure. MITOM, no. 9, pp. 13–17. [in Russian]
Ulshin V. I., Ulshin S. V. (2014) Structural-kinetic diagram of crystallization of high-speed steel R6M5, taking into account the possibility of development of diffusion-free transformations. Visnik UMT, no. 1 (7), pp. 68–80. [in Russian]
Prygunova A. G., Shenevidko L. K., Sheigam V. Yu., Prygunov S. V., Koshelev M. V. A method for studying phase transformations and morphology of phases in the crystallization process Patent for utility model № 136173, Ukraine , IPC GO1N25 / 14, Claimed February 11, 2019; Publ. 12.08.2019; Bull. № 5. [in Ukrainian]
Prygunova A. G., Shenevidko L. K., Sheigam V. Y., Prygunov S. V., Koshelev M. V., Neduzhiy A. M. Device for the study of phase transformations and phase morphology in the crystallization process / Patent for utility model № 136170, Ukraine, IPC GO1N 25/00; GO1N25 / 14, Claimed 11.02.2019; Publ. 12.08.2019; Bull. № 5. [in Ukrainian]
Elagin V. I. (1985) About predicting metastable state diagrams / In the book: Metal science of light alloys. M .: VILS. From 5-12. [in Russian]
Prigunova A. G. (1998) The mechanism of neutralizing the harmful effects of iron in silumin with microadditives of manganese and chromium. Metal physics and the latest technologies. Vol. 20. No. 12. P. 25–32. [in Russian]
Bondarev B. I., Shmakov Yu. V., Arbuzova L. A., Zeninia M. V., Tararyshkin V. I. (1996) Prospects for the development and application of granulated aluminum alloys / In the book: Processing of light and special alloys. M .: VILS, 459p. [in Russian]
Skuratov A. P., Pyanykh A. A. (2012) Heat exchange during granulation of lead-containing aluminum alloys in an aqueous medium. Thermal physics and aeromechanics. Vol. 19. No. 2. P. 155–162. [in Russian]
Downloads
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2020 А. Г. Пригунова, В. І. Бєлік, Л. К. Шеневідько, М. В. Кошелєв
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
