В залежності від умов заливки, охолодження та кристалізації в доевтектичних силумінах утворюється  первинна алюмінієва  фаза (α-фаза) з морфологією кристалів дендритної та недендритної (розеткоподібна та глобулярна) форм. При аналізі мікроструктури сплаву можна спостерігати первинні кристали твердого розчину алюмінію, які складно віднести тільки до одного із трьох вказаних морфологічних типів. У залежності від умов кристалізації відбувається перехід від одного типу структури первинної α-фази в інший. На сьогоднішній день це питання залишається актуальним і не до кінця вивченим.

Мета дослідження полягає у встановленні можливості переходу дендритної структури α-фази в недендритну, зокрема, в розеткоподібну для доетектичного силуміну АК7ч після його кристалізації в різних теплових умовах. Змінними технологічними параметрами під час експериментів були температура заливки сплаву (Т_зал) та початкова температура форми (Т_ф). В якості ливарної форми для проведення досліджень вибрали сталевий кокіль з середнім внутрішнім діаметром 45 мм та глибиною порожнини 80 мм. Заливку розплаву в форму здійснювали при температурах: 620, 630, 640, 650, 660, 680, 700, 750 та 800 °С. Температуру форми міняли від кімнатної (20 °С) до 620 °С. Температуру металу вимірювали хромель-алюмелевими термопарами з діаметром дроту 0,3 мм. Після досягнення температури 585…580 °С здійснювали  гартування сплаву у воді. Для дослідження переходу дендритної структури в недендритну, зокрема, в розеткоподібну, всі отримані результати щодо зміни морфології кристалів α-фаза наносили на прямокутну декартову систему координат Т_зал - Т_ф.

За результатами металографічних досліджень зразків зі сплаву АК7ч, одержаних гравітаційним методом лиття при різних значеннях температур заливки та початкової температури форми, побудовано діаграму розподілу областей з різною морфологією первинного твердого розчину алюмінію в координатній площині Т_зал - Т_ф (рис. 1).

Область дендритних структур (Д) розташована в інтервалі температур заливки розплаву 679…800 °С при литті в непрогріті (Т_ф = 20 °С) форми. Зі зниженням температури заливки розплаву дендритна структура (Д)  сплаву АК7ч змінюється на дендритно-розеткоподібну (Д-р), розеткоподібно-дендритну (Р-д), розеткоподібну (Р), глобулярну морфологію первинної α-фази.

Рис. 1. Діаграма зміни морфологічних ознак первинного твердого розчину алюмінію в сплаві АК7ч в координатній площині Т_зал - Т_ф

Таким чином, визначено умови формування дендритної, дендритно-розеткоподібної, розеткоподібно-дендритної, розеткоподібної та близької до глобулярної структур первинної α-фази для доевтектичного силуміну АК7ч. Встановлено, що основна тенденція переходу від дендритної до недендритної, зокрема, до розеткоподібної морфології первинного твердого розчину алюмінію простежується при зниженні температури заливки  розплаву.

Побудована діаграма зміни морфологічних ознак α-фази може бути корисною для прогнозування мікроструктури виливків із доевтектичних алюмінієво-кремнієвих сплавів.