Пригунов С.В., Криштоф Т.И., руководитель доц. Петров С.С.

Национальная металлургическая академія Украины

Обработка расплава Al-18% Si однополярным импульсным электрическим током с периодически изменяющейся частотой позволяет при скорости охлаждения 20 К/мин получить структуру заэвтектического силумина без первичных кристаллов кремния со значительно увеличенной дифференцировкой эвтектических составляющих. Эвтектический кремний представляет собой плоские дендриты толщиной 40-300 нм, прорастающие от габитусной плоскости (Рис 1, а). В пределах 1-4 мкм габитусная плоскость изменяет свое направление, в результате чего формируется изотропный наномерный кремниевый каркас. После глубокого электролитического травления обнаружены пространственные кремниевых кристаллы в форме трубок (см. рис. 1, б).

а б

Рис. 1 Растровая электронная микроскопия сплава Al-18 %Si, V_охл⁼ 20 К/мин

МОДИФІКУВАННЯ ПРОМИСЛОВИХ СИЛУМІНІВ ОДНОПОЛЯРНИМ

ІМПУЛЬСНИМ ЕЛЕКТРИЧНИМ СТРУМОМ

Пригунов С.В., Борчук Р.Г., Величко С.Л.; керівник доц. Петров С.С.

Національна металургійна академія України

Експерименти з модифікування силумінів здійснювали на промислових доевтектичних (АК7, АК5М2, АК8М3, АК9М2) та заевтектичних (АК16М4Н2Мг, АК14М4Н2Мг) промислових сплавах. Встановлено, що в результаті імпульсного оброблення електричним струмом у рідкому стані за оптимальними режимами в сплавах АК5М2, АК8М3, АК9М2 практично відсутні грубі пластини залізовмісної ß-фази (FeSiAl₅), які є концентратами напруги. Утворюється нова фаза α-Fe₂SiAl₈ розгалуженої форми, що призводить до одночасного підвищення рівня характеристик їх міцності і пластичності на 30-60%. Таке зростання механічних властивостей дозволяє задовольнити потреби машинобудування в ливарній продукції при зниженні її собівартості шляхом заміни первинних сплавів АК6М2, АК9, АК7ч на сплави, що виготовляються з брухту та відходів, без втрати їх якості.

Після оброблення розплаву імпульсним електричним струмом у структурі заевтектичних сплавів АК14М4Н2Мг, АК16М4Н2Мг спостерігаються зміни морфології залізовмісних фаз подібні тим, що мають місце в доевтектичних силумінах. Крім того, виявлено ефект модифікування первинних кристалів кремнію.

Найбільш вірогідний розмір первинних кристалів кремнію при охолодженні розплаву зі швидкістю 20 К/хв становить 25-50 мкм для обох сплавів, що в 1,8 - 6 разів менше порівняно з їх розміром у сплаві АК14М4Н2Мг (90-120 мкм) і сплаві АК16М4Н2Мг (100-150 мкм) у початковому стані (рис. 2). Це забезпечило зростання межі міцності сплавів у порівнянні з традиційною технологією модифікування заевтектичних силумінів хімічною сполукою Cu₃P при кімнатній температурі на 15- 30%, при підвищених температурах (300⁰С) - на 10-50%.