Материаловедение | |
Название | Влияние структуры лигатур AlFe5, полученных из рециклируемых стальных отходов, на свойства алюминиевых сплавов |
DOI | 10.17580/tsm.2020.08.10 |
Автор | Никитин К. В., Никитин В. И., Деев В. Б., Тимошкин И. Ю. |
Информация об авторе | Самарский государственный технический университет, Самара, Россия: К. В. Никитин, декан факультета машиностроения, металлургии и транспорта, докт. техн. наук, проф., эл. почта: kvn-6411@mail.ru
Уханьский текстильный университет, г. Ухань, Китай1; Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», Москва, Россия2: В. Б. Деев, профессор факультета машиностроения и автоматизации1, ведущий эксперт каф. «Обработка металлов давлением»2, докт. техн. наук, проф., эл. почта: deev.vb@mail.ru |
Реферат | Рост производства алюминиевых сплавов и разработка ресурсосберегающих технологий их получения приводит к широкому вовлечению в технологический процесс повышенного количества различных отходов. При этом применение рециклируемых железосодержащих отходов для производства литейных и деформируемых алюминиевых сплавов сдерживается традиционным общепринятым негативным мнением о влиянии железа на литую структуру. Однако сплавы системы Al – Fe представляют интерес из-за низкой диффузионной способности железа в алюминии. Представлены результаты исследований по влиянию структуры лигатур AlFe5 на структуру и свойства сплавов систем Al – Si – Cu (АК12М2) и Al – Cu – Mg (АК4). Опытные лигатуры AlFe5 получали из отходов стальной проволоки в виде сечки с фракциями размером 1 и 3 мм. Кристаллизацию лигатурных расплавов осуществляли в кокиле и водоохлаждаемом валковом кристаллизаторе. Часть лигатурных расплавов перед заливкой дополнительно обрабатывали электромагнитными акустическими полями. Выполнено исследование влияния размеров фракции стальной сечки и способов получения на структуру опытных лигатур. Установлено, что размер фракции оказывает влияние на размеры и количество интерметаллидов FeAl3. Во всех экспериментах более крупными размерами FeAl3 характеризуются лигатуры, полученные с использованием стальной сечки фракций размером 3 мм. Обработка расплавов электромагнитными акустическими полями способствовала уменьшению в 3–5 раз размеров и увеличению в 4–10 раз количества интерметаллидов FeAl3. Химические составы сплавов, полученных с применением мелкокристаллических лигатур, соответствовали требованиям нормативной документации. Сплавы характеризовались мелкодисперсным строением основных структурных фаз. Размеры эвтектического кремния в сплаве АК12М2 уменьшились в 1,4 раза; размеры дендритов алюминия в структуре сплава АК4 уменьшились в 1,65 раза. Положительные структурные характеристики обусловили повышение физико-механических свойств сплавов в литом состоянии. Так, предел прочности сплавов увеличился на 10–13 %, относительное удлинение — практически в 2 раза. Результаты исследований показали возможность эффективного использования рециклируемых отходов стальной проволоки при получении сплавов на основе алюминия. Работа выполнена при поддержке Минобрнауки России в рамках государственного задания (код проекта 0718-2020-0030). |
Ключевые слова | Отходы стальной проволоки, рециклинг, лигатуры AlFe5, электромагнитные акустические поля, сплавы на основе алюминия, микроструктура, механические свойства |
Библиографический список | 1. Nappi C. The global aluminium industry 40 years from 1972. World Aluminium. 2013. URL: http://www.world-aluminium.org/media/filer_public/2013/02/25/an_outlook_of_the_global_aluminium_industry_1972_-_present_day.pdf (дата обращения: 10.08.2020). 29. ГОСТ 1050–2013. Металлопродукция из нелегированных конструкционных качественных и специальных сталей. Общие технические условия. — Введ. 01.01.2015. |
Language of full-text | русский |
Полный текст статьи | Получить |