Journals →  Цветные металлы →  2014 →  #6 →  Back

Металлообработка
ArticleName Структура и свойства полученных с применением магнитогидродинамического воздействия заготовительных слитков из алюминиево-кремниевого сплава
ArticleAuthor Хрипченко С. Ю., Никулин Л. В., Долгих В. М., Денисов С. А.
ArticleAuthorData

Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Институт механики сплошных сред УрО РАН:

С. Ю. Хрипченко, проф., вед. науч. сотр., эл. почта: sk@icmm.ru

 

ИМСС УрО РАН, г. Пермь, Россия:

Л. В. Никулин, ст. науч. сотр.

В. М. Долгих, ст. науч. сотр.

С. А. Денисов, ст. науч. сотр.

Abstract

Исследовано воздействие вращающегося магнитного поля на структуру и свойства слитков небольших габаритов из алюминиево-кремниевого сплава, предназначенных для последующих операций прессования, штамповки и твердо-жидкой формовки. Строение подвергнутых магнитогидродинамическому перемешиванию слитков сопоставляли со строением слитков, не обработанных магнитным полем. Макроструктура необработанного слитка представлена крупными дендритами с удлиненной осью первого порядка (ствол дендрита) и эвтектикой. Наложение магнитного поля вызвало изменение морфологии дендритов: на месте ствола дендрита образовалось компактное зерно, окруженное объемным «кустом» вторичных ветвей, которые в сечении плоскостью шлифа выглядят как совокупность субзерен. В микроструктуре наиболее значимые видоизменения произошли с выделениями кремниевой фазы в эвтектической составляющей. Пластины кремния эвтектической колонии преобразовались в изолированные включения в матрице алюминиевого твердого раствора. Таким образом, под действием вращающегося магнитного поля происходит устранение крупной дендритной структуры, изменение морфологии дендритов и соответствующее измельчение зерна макроструктуры в 2,0–2,5 раза, видоизменение микроструктуры — вторичные ветви дендрита в сечении приобретают округлые очертания, а пластинчатая форма выделений кремния в эвтектических колониях преобразовывается в компактные изолированные включения. Обработка вращающимся магнитным полем служит эффективным способом управления соотношением структурных составляющих в слитке при неизменном химическом составе сплава. Структурные параметры регулируют путем изменения индукции вращающегося магнитного поля. Эксперименты показывают, что МГД-перемешивание расплава при кристаллизации в тигле позволяет создавать необходимое структурное состояние заготовительного слитка перед завершающими операциями штамповки, прессования, твердо-жидкой формовки с применением последующей упрочняющей термической обработки готовых деталей.

Работа выполнена при поддержке субсидии Пермского правительства на реализацию проекта международной исследовательской группы «Магнитогидродинамическое перемешивание жидкого металла и его воздействие на структуру затвердевающих сплавов».

keywords Вращающееся магнитное поле, индукция, слиток, алюминиевый сплав, размер зерна, структурные составляющие, кремниевая фаза
References

1. Shimaski S., Takado Y., Tanigushi S. Effect of Electromagnetic Stirring on Fabrication of Al – Si Semi-Solid Slurri by the Cup Cast Method // Journal of Iron and Steel Research International. Vol. 19, Supplement 1-1. 2012. P. 191–194.
2. Zhang Y., Fu Y., Wang T., Cao Z., Li T. Microstructure Evolution of Hypoeutectic Al – Si Alloy with Electromagnetic Stirring and Ultrasonic Treatment // Journal of Iron and Steel Research International. Vol. 19, Supplement 1-1. 2012. P. 212–216.
3. Хрипченко С. Ю., Долгих В. М., Денисов С. А., Колесниченко В. И., Никулин Л. В. Формирование структуры и свойств алюминиевых слитков в условиях магнитогидродинамического воздействия // Цветные металлы. 2013. № 4. С. 70–73.
4. Фридляндер И. Н., Сенаторова О. Г., Осинцев О. Е. и др. Цветные металлы и сплавы. Композиционные материалы : энциклопедия. — М. : Машиностроение, 2001. Т. 2–3. — 880 с.
5. Золоторевский В. С., Белов Н. А. Металловедение литейных алюминиевых сплавов. — М. : МИСИС, 2005. — 376 с.
6. Пригунова А. Г., Белов Н. А., Таран Ю. Н. и др. Силумины. Атлас микроструктур и фрактограмм промышленных сплавов : справочник. — М. : МИСИС, 1995. — 175 с.
7. Чернявский К. С. Стереология в металловедении. — М. : Металлургия, 1977. — 280 с.

Language of full-text russian
Full content Buy
Back