Ранее установлено положительное влияние обработки расплава электрическим током на структуру и свойства литейных сплавов системы Al-Si. В работе исследованы параметры кристаллизации, микро- и макроструктура деформируемого сплава  АД31 (мас.%: Cu-0,1; Мg-0,45…0,9; Mn- 0,1; Zn-0,2; Fe-0,5; Si-0,2…0,6; Ti-0,15) после воздействия на жидкую фазу (t =  700 ^оС) кратковременными импульсами электрического тока, с периодическим (циклическим) изменением их частоты от 30 до 30000 Гц. Общее время процесса не превышало 5-6 с. Охлаждение расплава осуществлялось со скоростью порядка 2 ^оС /с.          Результаты дифференциального термического анализа (ДТА) процесса кристаллизации сплава АД31 представлены на рис.1.

Рис.1 Приведенные кривые ДТА образцов исходного сплава АД31(1)

и обработанного импульсным электрическим током  (2)

Они свидетельствуют, что электрический ток приводит к понижению температуры начала кристаллизации, при практически одинаковой с исходным расплавом температурой полного затвердевания. Уменьшается скрытая теплота кристаллизации. Наиболее вероятно, это связано с гомогенизацией и уменьшением размера структурных составляющих (кластеров) расплава.    Уменьшается величина  макрозерна (рис.2), которая в центральной части слитка в среднем составляет: 300-500 мкм – в исходном образце, 100-200 мкм – в обработанном электрическим током.

Рис. 2. Макроструктура сплава АД31: а – исходное состояние, б – после обработки импульсным электрическим током

Сплав АД31 относится к системе Al-Mg-Si. Помимо первичных кристаллов твердого раствора алюминия (Al_α), в нем присутствуют фазы: Si, Mg₂Si, Mg₅Si₈, входящие в состав  двойных и тройных эвтектик с Al_α. На фотографиях микроструктур (рис. 3) они выглядят в виде темной сетки по границам зерен Al_α.

Рис. 3. Макроструктура сплава АД31: а – исходное состояние, б – после обработки импульсным электрическим током

Обработка расплава электрическим током приводит к увеличению микротвердости  Al_α с 65 до 71 МПа и некоторому уменьшению объемной доли эвтектик. Последнее свидетельствует о разрушении межатомных связей в кластерах типа Mg_хSi_у под влиянием сильного энергетического воздействия, об увеличении концентрации атомов  Mg и Sі в разупорядоченной зоне расплава, представляющей собой микрообласти со статистическим распределением атомов Al, Mg и Sі. Вследствие этого при кристаллизации образуется пересыщенный раствор алюминия с более высокой микротвердостью.