Дія на фази і властивості литого силуміну з міддю постійного магнітного поля, накладеного на розплав, що охолоджується і твердне: Processy litʹâ, 2019, Tom 138, №6, p.3-16

О. В.  Середенко

doi:10.15407/plit2019.06.003

Автор(и)

О. В. Середенко Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України (Київ, Україна)

DOI:

https://doi.org/10.15407/plit2019.06.003

Ключові слова:

силумін з міддю, постійне магнітне поле, розплав, що твердне, структура, твердість, міжкристалічна корозія

Анотація

Поступила 05.11.2019

УДК 669.715:621.745:538.4

Досліджено дію постійного магнітного поля в діапазоні чисел На = 0–170 на структуру і властивості литого силуміну з міддю типу АК12М2. За допомогою обробки магнітним полем здійснюється як укрупнення, так і подрібнення зерен сплаву, їхнє насичення парамагнітними елементами Ti, Sn і діамагнітними Cu і Zn, регулювання співвідношення фаз у литій структурі. У результаті рівень твердості сплаву, повільно охолодженого в алундовій формі при дії поля, відповідав термообробленому сплаву, закристалізованому під тиском. Рівень насиченості міддю зерен сплаву, отриманий безпосередньо при кристалізації в полі, був наближений до термообробленого металу. Корозійна стійкість сплаву збільшилась без використання спеціальних добавок. Застосування постійного магнітного поля при кристалізації сплаву дає можливість економії добавок для його легування, модифікування, а також збереження електроенергії.

Біографія автора

О. В. Середенко, Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України (Київ, Україна)

канд. техн. наук, ст. наук. співр.

Посилання

Fridlyander, I. N. (Ed.) (2001) Engineering. Encyclopedia. Non-ferrous metals and alloys. Composite metal materials, Sec-tion II. Materials in mechanical engineering. Volume II - 3. Moscow: Mashinostroyeniye, 880 p. [in Russian].

Kurdyumov, A. I., Pikunov, M. V., Chursin, V. M., Bibikov, E. L. (1986) Manufacture of castings from alloys of non-ferrous metals. Moscow: Metallurgiya, 416 p. [in Russian].

Goncharenko, E. S., Kornysheva, I. S. (2012) Prospects for the use of castings from aluminum alloys. Liteynoye proizvod-stvo, no. 1, рр 21-23 [in Russian].

Hirsh, J., Skrotzki, B., Gottsetein, G. (2008) Aluminum Alloys: Their Physical and Mechanical Properties. FRG: Darm-stadt: Betz- druck Gmbll, 2504 p. [in English].

Kurcharikova, L., Tillova, E., Uhricik, M., Belan, J. (2018) Porosty formation and fatigue properties of AlSiCu Cast Alloy. Machine Modeling and Simulations, Vol. 157, https://doi.org/10.1051/matecconf/201815707003 p. 9. DOI: 10.1051/matecconf/201815707003 [in English]. https://doi.org/10.1051/matecconf/201815707003

Wang, Q., Pang, X., Wang, C., Li, Y., He, J. (2006) Effects of high magnetic fields on the distribution of solute elements in Alalloys. Proc. 5-th International Symposium on Electromagnetic Processing of Materials. Japan: Sendai p. 387 [in English].

Aristova, N. A., Kolobnev, I. F. (1977) Heat treatment of foundry aluminum alloys. Mosсow: Metallurgiya, 144 р. [in Russian].

Kur, A. A. (2017) Development of methods for the quantita-tive assessment of the microstructure for predicting the me-chanical properties of industrial aluminum with silicon hypo-eutectic alloys thesis of Disser. for the Degree of Cand. Techn. Sci. 05,16.01 Petersburg Polytechnic University [in Russian].

B elov, N. A. (2010) Phase composition of industrial and advanced alloys. Moscow: MISiS, 511 p. [in Russian].

Dobatkin, V. I., Elagin, V. I. (1981) Granular aluminum alloys. Moscow: Metallurgiya, 176 p. [in Russian].

Akolzin, A. P., Zhukov, A. P. (1985) Oxygen corrosion of chemical equipment. Moscow: Khimiya, 240 p. [in Russian].

Gulov, S. S. (2010) Physical and chemical properties of copper and silicon aluminum alloys doped with elements of the germanium subgroup (Abstract for the Degree of Cand. Phys.-Math. Sci.), Dushanbe: Tajik Technical University [in Russian].

Ugay, Ya. A. (1989) Inorganic chemistry. Moscow: Vysshaya shkola, 463 p. [in Russian].

Bolshakov, K. A. (Ed.) (1976) Chemistry and technology of rare and trace elements. Moscow: Vysshaya shkola, 360 p. [in Russian].

Seteli, E. A. (Ed.) (1968) Problems of development of engineering technology. Moscow: Mashinostroyeniye, 597 p. [in Russian].

Sugiyama, T., Tahashi, M., Sassa, K., Asai, S. (2003) The control of crystal orientation in nomagnetic metals by imposition of a high magnetic field. Journal of Iron and Steel Research International, Vol. 43, no. 6, pp. 855-861 [in English]. https://doi.org/10.2355/isijinternational.43.855

Yu, S., Zhongming, R., Xi, L., Weili, R., Yan, X. (2011) Effect of a low axial magnetic field on the primary Al2Cu phase in a directionally solidified Al-Cu hypereutectic alloy. Journal of Crystal Growth, Vol. 336, no. 1, pp. 67-71 [in English]. https://doi.org/10.1016/j.jcrysgro.2011.08.043

Li, X., Fautrelle, Y., Gagnoud, A., Ren, Z., Moreau, R. (2009) Investigation on thermoelectric magnetic convection and its effect on solidification structure during directional solidification under an axial magnetic field. Proc. 6th Int. Conf. on Electromagnetic Processing of Materials. Germany: Dresden, pp. 652-655 [in English].

Zhivoderov, V. M., Ananchenko, T. O. (1986) Improving the structural and chemical uniformity of AL 4 alloy. Liteynoe proizvodstvo, no. 5, pp. 7-8 [in Russian].

Dong, Y., Shuai, S., Yu, J., Xuan, W., Zhang, Z., Wang, J., Ren, Z. (2018) Effect of high static magnetic field on the microstructure and mechanical properties of directionally solidified alloy 2024. Journal of Alloys and Compounds, Vol.749, 15 June, pp. 978-989 [in English]. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2018.03.259

Ren, Z. (2012) Progress in research of solidification of metals under a strong magnetic field. Journal of Iron and Steel Research International, Vol. 19, supl. 1 - 1, pp. 18-24 [in English].

Li, X., Ren, Z., Fautrelle, Y. (2009) Investigation on morphological instability of call and dendrite during direc-tional solidification under a high magnetic field. Proc. 6th Int. Conf. on Electromagnetic Processing of Materials. Germany: Dresden, pp. 761-764 [in English].

Li, C., Yang, H., Ren, Z., Wu, Y. (2010) Application of differential thermal analysis to investigation of magnetic field effect on solidification of Al-Cu hypoeutectic alloy. Journal of Alloys and Compounds, Vol. 505, no. 1, pp. 108-112 [in English]. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2010.06.056

He, J., Wang, Q., Wang, C., Liu, T., Pang, X. (2006) Crus-tal growth and microstructure evolution in solidification processes of metallic materials under high magnetic field conditions. Proc. 5-th International Symposium on Electromagnetic Processing of Materials. Japan: Sendai, pp. 15-19 [in English].

Ban, C., Ba, Q., Cui, J., Zeng, G. (2002) Effect of mag-netic field on microstructure of tree aluminum alloys in crystallization. Journal Northeast University Nature Science, Vol. 23, no. 8, pp. 779-782 [in English].

Bykov, V. A. (2007) Magnetic susceptibility of dilute Al-Ce, Al-Dy, Al-Yb alloys at high temperatures (Thesis of Disser. for the Degree of Cand. Phys.-Math. Sci.). Institut metallurgii URO RAN [in Russian].

Uporova, N. S. (2011) Magnetic susceptibility of intermetallic compounds Al2REM and alloys Al-Y, AlNi-REM at high temperatures (Abstract for the Degree of Cand. Phys.-Math. Sci.). Uralskiy gosudarstvennyy pedagogicheskiy universitet [in Russian].

Schutze, M., Wieser, D., Bender, R. (2010) Corrosion Resistance of Aluminum and Aluminum Alloys. Frankfurt: John Wiley & Sons, 636 p. [in English].

Kolodziejczuk, K., Miekos, E., Zielinski, M., Jaksender, M., Szczukocki, D., Czarny, K., Krawczyk, B. (2018) Influence of constant magnetic field on electrodeposition of metals, alloys, conductive polymers and organic reactions. Journal of Solid State Electrochemistry, Vol. 22, Issue 6, pp. 1629-1647 [in English].

Zheng, T., Zhou, B., Wang, J., Shuai, S., Zhang, Y., Ren, W., Ren, Z., Debray, F., Beaugnon, E. (2018) Compression properties enhancement of Al-Cu alloy solidified under 29 T high static magnetic field. Materials Science and Engineering: A, Vol. 733, 22 August, pp. 170-178 [in English]. https://doi.org/10.1016/j.msea.2018.07.013

Gelfgat, Yu. M., Lielausis, O. A., Shcherbinin, E. V. (1975) Liquid metal under the influence of electromagnetic forces. Riga: Zinatne, 248 p. [in Russian].

Andronov, V. I., Chekin, B. V., Nesterenko, S. V. (1977) Liquid metals and slags. Moscow: Metallurgiya, 128 p. [in Russian].

Fomin, N. N., Zatulovskiy, S. S. (1979) Electric furnaces and induction heating installations. Moscow: Metallurgiya, 247 p. [in Russian].

Vonsovsky, S. V. (1971) Magnetism. Moscow: Nauka, 870 p. [in Russian].

Chechernikov, V. I. (1969) Magnetic measurements, 2nd ed., revised. and add. Moscow: Izdatelstvo Moskovskogo universiteta, 420 p. [in Russian].

Colley, L. J., Wells, M. A., Mackay, R., Kasprzak, W. (2011) Dissolution of Second Phase Particles in 319 - Type Aluminum Alloy. Proc. of the 26-th ASM Heat Treating Society Conference. USA: Ohio: Cincinnati pp. 189-198. [in English].

Kuzei, A. M. (2017) Structural-phase transformations in rapidly quenched aluminum alloys. Minsk: Litres, 380 p. [in Russian].

Chernova, E. P., Guldin, I. T., Zakharov, A. M., Arnold, A. A. (1987) Phase equilibria in multicomponent aluminum systems with copper, iron, silicon, manganese, and titanium. Izv. vuzov. Tsvetnaya metallurgiya, no. 5, pp. 73-76 [in Russian].

Buynov, N. N., Maltsev, M. V., Fridlyander, I. N. (1971) Aluminum alloys. Metallurgy of aluminum and its alloys. Moscow: Metallurgiya, 352 p. [in Russian].

Maltsev, M. V., Barsukova, T. A., Borin, F. A. (1960) Metallography of non-ferrous metals and alloys. Moscow: Metallurgizdat, 372 p. [in Russsian].