Пригунова А.Г.¹, Петров С.С.², Пригунов С.В ², Дядюра А.С.³

(¹ ФТІМС НАН України, м. Київ; ² НМетАУ, м. Дніпропетровськ;

³ НТУУ «КПІ», м. Київ)

СТРУКТУРА ТА ВЛАСТИВОСТІ СПЛАВУ АК5М2, ОБРОБЛЕНОГО У РІДКОМУ СТАНІ ІМПУЛЬСНИМ ЕЛЕКТРИЧНИМ СТРУМОМ

Відсутність в Україні виробництва первинного алюмінію і сплавів на його основі зумовлює використання вторинної сировини – брухту та відходів з великою кількістю шкідливих домішок, насамперед – заліза, що негативно впливає на механічні властивості виливків.

Загальновідомо про генетичний взаємозв’язок  структури в рідкому та твердому станах. В ланцюзі "шихта - розплав - виливок" рідина несе інформацію про природу сировинних матеріалів, їх якість та є благодатним об'єктом для поліпшення структури і властивостей литих виробів фізико-хімічними впливами на розплав, а саме імпульсним електричним струмом.

Ключовою відмінністю від силумінів, виготовлених з первинних матеріалів, у яких основним елементом структури є Al-Si евтектика, у сплавах, виплавлених з брухту та відходів, - це евтектики, що до складу яких входить інтерметалід β-FeSiAl₅ (β) у вигляді грубих пластин – концентраторів напруги. Закономірності структуроутворення залізовмісних фаз вивчено недостатньо. Характер і порядок фазових перетворень при твердненні після оброблення розплаву електричним струмом не досліджено.

Мікроструктуру сплаву  АК5М2  у вихідному стані  наведено  на  рис.1.

Насамперед, це стосується залізовмісних інтерметалідів, що формуються на перших етапах тверднення. При раціональних режимах оброблення розплаву однополярним імпульсним електричним струмом реакція розпаду рідини                   Р + Si + Al_α пригнічується. Тому після тверднення голкоподібний інтерметаліди β майже відсутній. Майже в 4 рази збільшується об'ємна частка розгалуженої фази α-(FeMn)₃Si₂Al₁₅. Внаслідок таких структурних перетворень короткочасна міцність сплаву АК5М2 підвищилася майже на 50 %, твердість - на 15 %, відносне подовження - у 3,6 рази, як показано на рис. 3.