close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

код для вставкиСкачать
УДК 621.74
АНАЛИЗ КАЧЕСТВА МОДИФИЦИРУЮЩИХ ЛИГАТУР AlSc ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА СЛИТКОВ ИЗ АЛЮМИНИЕВЫХ ДЕФОРМИРУЕМЫХ СПЛАВОВ
А.А. Дуженко
ЗАО «Алкоа СМЗ», г. Самара
В данной работе представлен сравнительный анализ качества модифицирующих лигатур AlSc различных
производителей.
Ключевые слова: алюминиевые деформируемые сплавы, наследственность, скандий.
Технологичность
изготовления
деформированных
полуфабрикатов
из
алюминиевых
деформируемых
сплавов
(АДС) и их свойства во многом зависят от
структуры литого слитка. В связи с этим
актуальными задачами являются не только
совершенствование
технологий
литья
слитков
различной
конфигурации
и
габаритов, но и технологий приготовления
сплавов. Структура шихтовых металлов
может оказывать существенное влияние на
качество изделий в многофакторной системе
«шихта-расплав-слиток-деформированный
полуфабрикат»[1].
В современных плавильно-литейных
комплексах с широкой номенклатурой
производимых
сплавов
применяется
большой спектр различных лигатур. В
технологиях приготовления АДС операции
легирования и модифицирования являются
основными. Легирование предназначено для
введения тугоплавких компонентов с целью
обеспечения химического состава сплава.
При
модифицировании
достигается
измельчение
основных
структурных
составляющих
с
целью
достижения
требуемого уровня технологических и
механических свойств слитка. Однако, в
обоих случаях структура лигатур может
оказывать существенное наследственное
влияние на структуру и свойства изделий из
АДС. Особенно это важно учитывать при
получении крупногабаритных слитков, для
которых характерны средние или низкие
скорости охлаждения, а также при
получении слитков из сложнолегированных
сплавов [2]. Известно, что управление
структурой и свойствами сплавов можно
осуществлять,
используя
в
шихте
модифицирующие лигатуры с заданными
структурными параметрами [3].
Лигатура Al-Sc является наиболее
сильным модификатором для алюминия и
его
сплавов.
Согласно
равновесной
диаграммы состояния системы Al-Sc со
стороны алюминия при 665°С образуется
перитектика, близко расположенная к
чистому
Al.
Имеется
эвтектическое
превращение при ~ 665°С, а концентрация Sc
в эвтектической точке равна 0,5-0,6%.
Предельная растворимость Sc в твёрдом
состоянии – до 0,4%. В равновесии с
алюминиевым твёрдым раствором находится
фаза ScAl3 (35,7%Sc), которая и является
центром кристаллизации для дендритов α-Al
при затвердевании алюминиевых сплавов.
В производственных условиях ЗАО
«Алкоа СМЗ» и в Центре литейных
технологий СамГТУ были проведены
сравнительные исследования структуры
лигатур системы Al-Sc двух российских
производителей: ООО «Орион - СпецсплавГатчина» (г. Гатчина, Ленинградская обл.) и
ООО «Интермикс – мет» (г. Химки,
Московская
обл.).
Лигатуры,
представленные для исследований, имеют
форму прямоугольных пластин толщиной ~
30мм и были получены литьем в кокиль. По
содержанию скандия и примесных элементов
лигатуры соответствуют марке AlSc2(А) по
ГОСТ Р53777-2010 [4]. Для определения
параметров макроструктуры были вырезаны
образцы из средней части пластин по высоте,
которые после фрезеровки подвергали
травлению в 16% растворе
NaOH.
Макроструктура
лигатур
обоих
производителей однородная, зерно мелкое. В
макроструктуре
лигатур
обоих
производителей имеются поры усадочного
182
характера
размером
до
1
мм,
располагающиеся в приповерхностных слоях
(«Орион-Спецсплав-Гатчина») и в средней
части («Интермикс-мет») лигатур. Для
определения параметров микроструктуры
вырезали по три образца из подприбыльной,
средней
и
донной
частей
лигатур.
Микроструктура
выявлялась
путём
электрополирования
в
сернофосфорнохромовом электролите. По
сечению образцов микроструктура лигатур
близка к однородной. Алюминиды скандия
ScAl3
имеют
блочную
морфологию.
Количественный анализ микроструктуры
показал, что в лигатуре производства ООО
«Интермикс – мет» преобладают более
дисперсные интерметаллиды по сравнению с
лигатурой другого производителя (рис. 1,
табл.1).
Выполненный сравнительный анализ
качества лигатур AlSc2 показал, что даже
при одинаковом способе литья в структуре
лигатур формируются интерметаллиды с
различными размерными параметрами. Это
может оказывать существенное влияние на
модифицирующую эффективность лигатур.
В настоящее время в Центре литейных
технологий
СамГТУ
проводятся
исследования по оценки модифицирующей
способности указанных лигатур на сплавах
системы Al-Mg.
Таблица. Параметры микроструктуры
лигатур AlSc2
Производитель
Размер фазы, мкм
«Орион - СпецсплавГатчина»
«Интермикс – мет»
от ~2×2 до ~58×67
от ~3×3 до ~14×5
Список литературы
а
б
Рис. 1. Микроструктура лигатур AlSc2
(×200): а - «Орион - Спецсплав Гатчина»; б - «Интермикс – мет».
1. Никитин, В.И. Наследственность в
литых сплавах / В.И. Никитин, К.В.
Никитин. – Изд. 2-е, перераб. и доп. М.:
Машиностроение-1, 2005. – 476 с.
2. Афанасьев, А.Е. Особенности влияния
лигатур на качество полуфабрикатов из
алюминиевых деформируемых сплавов /
А.Е. Афанасьев, А.А. Дуженко, К.В.
Никитин/ Литейное производство сегодня и
завтра: труды междунар. науч.-практ. конф.
СПб: Культ-информ-пресс, 2014. С. 238-245.
3.
Тимошкин,
И.Ю.
Разработка
комплексных
технологий
получения
мелкокристаллических
лигатур
для
алюминиевых сплавов / автореф. дисс.
…канд. техн. наук. Владимир: ООО
«ПервопечатникЪ», 2011. -23 с.
4. ГОСТ Р 53777-2010. Лигатуры
алюминиевые. Технические условия. М.:
Стандартинформ. 2010.- 11 с.
ANALYSIS OF THE QUALITY OF THE MODIFIER ALLOYS AlSc
FOR THE PRODUCTION OF INGOTS OF ALUMINIUM
A.A. Duzhenko
Alcoa SMZ
183
The paper presents a comparative analysis of the quality of the modifier alloys AlSc of different manufacturers.
Keywords: wrought aluminium alloys, heredity, scandium.
184
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа