Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, Санкт-Петербург, Россия:

Г. А. Косников, профессор
А. В. Калмыков, научный сотрудник

Грозненский государственный нефтяной технический университет, Грозный, Россия:

А. С. Эльдарханов, генеральный директор, эл. почта: chief@nomit.ru

ООО «Криамид», Москва, Россия:

В. В. Сербин, генеральный директор

Также в работе принимали участие С. Г. Бодров и О. В. Швецов.

Превращение дендритной структуры сплавов в недендритную обеспечивает значительное повышение показателей механических свойств сплавов при различных способах литья. Одним из наиболее эффективных методов внешнего воздействия на дендритную структуру сплавов является ультразвуковая обработка, а наиболее широко используемыми объектами исследований — алюминиевые сплавы. При этом используют различные ультразвуковые установки, температурные интервалы и длительности ультразвуковой обработки, способы введения ультразвука в расплав. Исследовано влияние ультразвука на дендриты твердого раствора сплава АК7 при его охлаждении из жидкого и нагреве из твердого до жидко-твердого состояния, изменении температурных интервалов и длительности воздействия. Выявлен режим УЗО, наиболее эффективно влияющий на вырождение дендритов твердого раствора при охлаждении перегретого над ликвидусом расплава до твердо-жидкого состояния, проведена оценка влияния ультразвуковой обработки на тепловые эффекты в системе волновод – расплав – тигель. Выполнен анализ характера термических кривых и эффективных режимов ультразвуковой обработки, способствующих формированию тиксоструктуры. Исследовано влияние длительности нагрева исходной шихты до жидко-твердого состояния на формирование дендритной структуры. Выявлен характер эволюции дендритной структуры при последовательных термовременной и ультразвуковой обработках. Сделан вывод о наибольшей эффективности ультразвука при обработке сплава в жидко-твердом состоянии, сохранении наследственных признаков вырожденной дендритной структуры сплава (шихты) при повторном нагреве до жидко-твердого состояния.

1. Семенов Б. И., Бинь Нго Тхань, Семенов А. Б. Тиксоформирование фасонных деталей из алюминиевых сплавов // Инженерный журнал: наука и инновации. 2013. Вып. 3. С. 1–15.
2. Эскин Г. И. Применение мощного ультразвука в металлургии легких сплавов // Цветные металлы. 2008. № 9. С. 68–79.
3. Абрамов В. О., Абрамов О. В., Артемьев В. В., Коломеец Н. П., Приходько В. М., Эльдарханов А. С. Мощный ультразвук в металлургии и машиностроении / под общ. ред. О. В. Абрамова, В. М. Приходько. — М. : Янус-К, 2006. — 688 с.
4. Jia S., Nastac L. The Influence of Ultrasonic Stirring on the Solidification Microstructure and Mechanical Properties of A356 Alloy S // Chemical and Materials Engineering. 2013. Vol. 1 (3). P. 69–73.
5. Семенов Б. И., Куштаров К. М. Производство изделий из металла в твердо-жидком состоянии // Новые промышленные технологии. — М. : МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2010. — 223 с.
6. Косников Г. А., Баранов В. А., Петрович С. Ю., Калмыков А. В. Литейные наноструктурные композиционные сплавы // Литейное производство. 2012. № 2. C. 4–9.

7. Kosnikov G. A., Figovsky O. X., Eldarkhanov A. S., Mezhidov V. H., Yusupov S. S. Possibilities of use of high-power ultrasound for alloy treatment in the production of nanostructured alumomatrix composites // Scientific Israel — Technological Advantages. 2013. Vol. 15, No. 2. P. 93–96.
8. Zhang L., Eskin D. G., Miroux A., Katgerman L. Formation of microstructure in Al – Si alloys under ultrasonic melt treatment // Light Metals. 2012. P. 99–104.
9. Zhang L., Eskin D. G., Katgerman L. Influence of ultrasonic melt treatment on the formation of primary intermetallics and related grain refinement in aluminum alloys // J. Mater. Sci. 2011. Vol. 46. P. 5252–5259.
10. Noé Alba-Baena, Eskin Dmitry. Kinetics of ultrasonic degassing of aluminum alloys // Light Metals. 2013. P. 957–962.
11. Hari-Babu N., Fan Z., Eskin D. G. Application of external fields to technology of metalmatrix composite materials // TMS2013 Annual Meeting Supplemental Proceedings TMS (The Minerals, Metals & Materials Society). 2013. P. 1037–1044.
12. Добаткин В. И., Белов А. Ф., Эскин Г. И., Боровикова С. И., Гольдер Ю. Г. Новая закономерность кристаллизации металлических материалов. Открытия, Изобретения. 1983. № 37. Научное открытие. Диплом № 271.
13. Добаткин В. И., Эскин Г. И., Боровикова С. И. К вопросу о формировании субдендритной структуры слитка при ультразвуковой обработке расплава в процессе кристаллизации // ТЛС. 1971. № 6. С. 9–17.
14. Добаткин В. И., Эскин Г. И. Слитки с недендритной структурой для деформации в твердо-жидком состоянии // Цветные металлы. 1996. № 2. С. 68–70.
15. Эскин Г. И., Моисеева М. В., Серебряный В. Н. и др. Оптимизация процесса твердо-жидкого деформирования заготовок сплава типа Al9-1 с недендритной структурой // ТЛС. 2003. № 4. С. 3–7.
16. Добаткин В. И., Эскин Г. И., Боровикова С. И., Гольдер Ю. Г. Закономерности формирования структуры слитков алюминиевых сплавов при непрерывном литье с ультразвуковой обработкой кристаллизующегося расплава // в кн. : Обработка легких и жаропрочных сплавов. — М. : Наука, 1976. С. 151–162.
17. Недужий А. М. Исследование влияния изотермической выдержки алюминиевого сплава АК7пч в жидкотвердом состоянии на морфологические изменения первичной твердой фазы // Металлофизика и новейшие технологии. 2010. Т. 32, № 6. С. 851–858.
18. Борисов Г. П., Борисов А. Г., Цуркин В. Н. и др. Трансформация исходной дендритной структуры сплава АК7 при электротоковом воздействии в температурном интервале твердожидкого состояния // Процессы литья. 2012. № 3 (93). C. 32–41.