Развитие научных основ тепловых и электромагнитных воздействий на расплавы и разработка ресурсосберегающих технологий получения высококачественных отливок из алюминиевых сплавов

• Автор: Деев, Владислав Борисович
• Шифр специальности: 05.16.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Хабаровск, Новокузнецк
• Количество страниц: 325 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Глава 1 АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО УРОВНЯ РАЗВИТИЯ СПОСОБОВ ОБРАБОТКИ РАСПЛАВОВ В ПРОМЫШЛЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЯХ ЛИТЬЯ
АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ
1.1 Классификация способов обработки металлических
расплавов в промышленных технологиях литья
1.2 Модифицирование алюминиевых сплавов
1.3 Применение явлений наследственности в алюминиевых сплавах
для их модифицирующей обработки
1.4 Влияние кокильных переплавов на свойства литых
алюминиевых сплавов
1.5 Физические воздействия на металлические расплавы с целью получения модифицирующего эффекта
1.6 Железо в алюминиевых сплавах
1.7 Особенности использования вторичных материалов при плавке литейных алюминиевых сплавов
1.8 Анализ ресурсосберегающих технологий получения алюминиевых сплавов с заданными свойствами
1.9 Выводы и задачи работы
Глава 2 МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1 Исходные материалы и плавка
2.2 Рафинирование расплавов
2.3 Исследование вязкости и технологических свойств
2.4 Исследование кристаллизационно-усадочного
процесса
2.5 Исследование механических свойств, герметичности и коррозионной стойкости
2.6 Устройство для обработки расплава электрическим током в процессе кристаллизации
2.7 Устройство для обработки расплава магнитным полем
2.8 Металлографические исследования и определение химического состава
2.9 Методика расчета параметров кристаллизации, времени распада микронеоднородностей, доли твердой фазы
2.10 Обработка экспериментальных данных
Глава 3 РАЗРАБОТКА ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ОСНОВ ВЛИЯНИЯ
ФИЗИЧЕСКИХ МОДИФИЦИРУЮЩИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ НА КРИСТАЛЛИЗАЦИЮ РАСПЛАВОВ ЛИТЕЙНЫХ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ
3.1 Механизм влияния физических модифицирующих воздействий на кристаллизацию металлических расплавов
3.2 Численный расчет параметров кристаллизации литейных алюминиевых сплавов, обработанных физическими воздействиями
3.3 Исследование кристаллизации литейных алюминиевых сплавов,
обработанных физическими воздействиями
3.4 Выводы
Глава 4 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕМПЕРАТУРНЫХ
РЕЖИМОВ ПЛАВКИ И СОСТАВА ШИХТЫ НА СВОЙСТВА ЛИТЕЙНЫХ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ
4.1 Исследование физических, технологических и механических свойств силуминов в зависимости от температурно-временных параметров плавки
4.2 Численный расчет времени распада микронеоднородностей в расплавах силуминов после температурно-временных воздействий
4.3 Исследование влияния состава шихты и режимов ТВО на свойства промышленных литейных алюминиевых сплавов
4.4 Исследование влияния комплексной обработки расплава - ТВО и рафинированием - на свойства промышленных литейных алюминиевых сплавов
4.5 Исследование влияния типа плавильного агрегата на эффект термовременной обработки
4.6 Исследование склонности сплавов к эффекту ТВО
4.7 Выводы
Глава 5 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ШИХТОВЫХ ЗАГОТОВОК С
ЭФФЕКТОМ ТВО НА СВОЙСТВА АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ И РАЗРАБОТКА РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩЕЙ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ ОТЛИВОК С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТСО
5.1 Исследование кристаллизационно-усадочного процесса алюминиевых сплавов, полученных с использованием ТВО-шихты
5.2 Исследование влияния шихтовых заготовок с эффектом ТВО на технологические (герметичность, жидкотекучесть) и механические
свойства алюминиевых сплавов АК7ч, АК12, АК9ч
5.3 Разработка ресурсосберегающей технологии получения алюминиевых сплавов и отливок с использованием ТСО
5.4 Выводы
Глава 6 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ КОМПЛЕКСНОЙ ОБРАБОТКИ
РАСПЛАВОВ ТВО И ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМИ ВОЗДЕЙСТВИЯМИ НА СВОЙСТВА ЛИТЕЙНЫХ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ
6.1 Исследование влияния различных физических воздействий на механические и технологические свойства литейных алюминиевых
сплавов
7.2 Теоретическое описание воздействия электрического тока на измельчение структурных составляющих алюминиевых сплавов, в том
числе и железосодержащих фаз
7.3 Расчет доли твердой фазы, выпадающей вблизи температуры солидус
7.4 Выводы

доченных микрообластей, которому соответствует наименьшая энергия межатомных взаимодействий.
Авторы работы [136], изучая воздействие ТВО алюминиевых расплавов, включающую перегрев до 800.. .1000 °С, установили ее положительное влияние на структуру и механические свойства отливок. Это было объяснено тем, что увеличение температуры расплава сверх некоторого предела приводит к рассеиванию предкристаллизационных атомных группировок, которые при быстром охлаждении перед заливкой или во время нее не успевают восстановиться.
В.Г. Могилатенко было показано [137], что у сплава АЛ2 при повышении температуры до 900... 1000 °С наблюдается заметное увеличение склонности к поглощению водорода. Автор с позиций микрогетерогенного строения утверждает, что в расплаве происходит распад микрогруппировок, содержащих кремний, при перемешивании атомов жидкого металла с ростом температуры. Это приводит к увеличению количества свободных атомных связей и, следовательно, растворимости водорода.
Ф.И. Котлярский и В.И. Белик [133] также считают, что ТВО приводит к интенсивному насыщению газом алюминиевых сплавов. При этом они отмечают, что существенную роль играет время выдержки при ТВО.
Здесь следует отметить, что механизм воздействия ТВО расплава на формирование структуры алюминиевых сплавов с учетом содержания водорода в жидком металле еще недостаточно изучен.
Ряд исследователей считает, что влияние ТВО на структуру и свойства отливок обусловлено структурными превращениями (полиморфизмом) в расплавах [138 - 141]. В этих работах указывается на существенную перестройку структуры жидких алюминиевых расплавов при изменении температуры от 670 до 1100 °С. Полиморфные превращения в жидком алюминии и его сплавах приводят к образованию в них нескольких типов структур, каждой из которых соответствует своя температурная область. Время нагрева и выдержки при перегреве, скорость охлаждения, температура и время выдержки перед разливкой в форму определяют возможность релаксации и стабилизации различных типов