Наукові конференції України, Нові матеріали і технології в машинобудуванні-2021

Розмір шрифту: 
ВПЛИВ МОЛІБДЕНУ НА НЕЙТРАЛІЗАЦІЮ ЗАЛІЗОВМІСНИХ ФАЗ ЛИВАРНОГО СПЛАВУ AlSi9Cu3
М. М. Ворон, М. А. Фон Прусс

Остання редакція: 2021-05-24

Тези доповіді


Алюмінієві сплави через свої властивості (високі показники міцності та пластичності, задовільну стійкість проти атмосферної корозії, порівняно низьку вартість та легкість отримання і обробки) використовуються практично у всіх галузях промисловості: автомобільній, космічній, морській, електротехнічній та інших [1].
Залізо є головною технологічною і однією з найбільш небезпечних домішок у більшості промислових ливарних алюмінієвих сплавів через утворення голкоподібних шкідливих фаз. Залізо є природною домішкою, яка виникає в ході виробництва первинного алюмінію, проте його рівень в алюмінієвих сплавах продовжує збільшуватися з кожним переплавом в ході виробництва і вторинної переробки. Типові вторинні сплави для лиття не під тиском зазвичай містять залізо в інтервалі від 0,25 до 0,8% мас., а найчастіше – від 0,4 до 0,7%. Причина такого низького вмісту заліза в сплавах походить від комерційного балансу між вигодами від зниженої вартості металу і прийнятних технологічних проблем з його литтям і рівнем кінцевих механічних властивостей [1-2]. Для нейтралізації шкідливого впливу заліза застосовують різноманітні методи модифікування та модифікатори.
Moлібден не є поширеною мікролегувальною добавкою для сплавів на основі алюмінію. Він надає ефект, подібний до класичних у вирішенні питання зміни морфології залізовмісних фаз модифікаторів – Mn і Cr, утворюючи Al15(Fe, Mo)4Si2 замість голкоподібної фази Al5SiFe [2].
У роботі [3] на прикладі сплаву AlSi9Cu3 (аналог АК8М3) було вивчено вплив додавання молібдену на структуру литого металу при різних швидкостях кристалізації. Базовий сплав хімічного складу Al-10Si-4,1Cu-0,6Fe-0,15Mn було виплавлено в лабораторній шахтній печі опору в керамічному тиглі. Вихідними матеріалами слугували відходи сплаву АК12М2, чиста мідь марки М1 та алюміній марки А95. Для модифікування використовували лігатуру власного виробництва на основі алюмінію з вмістом молібдену 3,65% мас. Вміст молібдену в сплаві після модифікування складав 0,17% мас. Зразки базового та модифікованого сплавів заливали в підігріту циліндричну графітову форму для забезпечення повільної кристалізації зі швидкістю охолодження розплаву близько 10 оС/с. Інший зразок модифікованого сплаву було залито в мідний кокіль з масивними стінками, що забезпечило швидку кристалізацію зі швидкістю охолодження розплаву ~ 250 оС/с.
Результати дослідження мікроструктури отриманих зразків та їх порівняння показало, що при повільному охолодженні будова модифікованого зразка відрізняється досить крупним розміром залізовмісних фаз типу Al5(FeMn)3Si2, які при цьому мають сприятливу морфологію. При швидкому охолодженні молібден знаходиться у складі залізовмісних вкраплень та у складі евтектики з високим вмістом міді. При цьому залізовмісні фази подрібнюються. В обох випадках, молібден підсилює вплив марганцю, про що свідчить їх одночасне знаходження у складі залізовмісних фаз. Знаходження цих вкраплень в евтектичних зонах вказує на те, що розглянутий модифікатор потенційно не впливає на рідкоплинність сплавів.

Література:
1. Белов Н.А. Фазовый состав алюминиевых сплавов. –М.: МИСиС, 2009.– 235 с. . – ISBN 978-5-87623-213-7.
2. Белов Н. А., Аксенов А.А. Металловедение цветных металлов. Алюминиевые, магниевые и титановые сплавы: учеб пособие для студ. высш. уч. завед. – М.: МИСиС, 2005. – 149с.
3. Ворон М.М., Фон Прусс М.А. Вплив молібдену на структуру сплаву AlSi9Cu3. – Процеси лиття. – 2020. – № 3 (141).– С. 42-46.

Full Text: PDF