Влияние гомогенизирующей термической обработки сплавов алюминия с германием, гафнием, кобальтом и железом в жидком состоянии на их структуру после кристаллизации

• Автор: Рожицина, Елена Васильевна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 114 с. : ил.

Глава 1 Постановка задач исследования

1.1 Влияние перегрева расплава над ликвидусом на

структуру и свойства литого металла

1.2 Метастабильная микрогетерогенность расплавов и

связанные с ней возможности регулирования структуры слитков

1.3 Проблема использования вторичного сырья при

производстве отливок ответственного назначения из алюминиевых сплавов

1.4 Объекты, методы и задачи исследования

Глава 2 Методики экспериментальных исследований и

обработки результатов

2.1 Измерение температурных зависимостей

кинематической вязкости
2.1.1 Метод измерений
2.1.2 Экспериментальная установка и методика проведения 43 опытов
2.1.3 Оценка погрешностей измерений
2.2 Кристаллизация образцов
2.3 Методы исследования кристаллической структуры
сплавов
2.3.1 Вырезка образцов и подготовка шлифов
2.3.2 Количественный металлографический анализ
2.3.3 Измерение микротвердости
2.3.4 Качественный и количественный фазовый анализ
Глава 3 Результаты экспериментальных исследований вязкости
расплавов на основе алюминия и влияния их

гомогенизирующей обработки на структуру литого
металла
3.1 Сплавы АІ-ве
3.2 Сплавы А1-Н6
3.3 Сплавы А1-Со
3.4 Сплавы АІ-Бе
3.5 Выводы по результатам гл.З
Глава 4 Повышение служебных характеристик вторичного
силумина за счет гомогенизирующей термической обработки в жидком состоянии
4.1 Объекты и методы исследования структурного
состояния жидких и твердых силуминов
4.2 Результаты исследования свойств вторичного силумина
в жидком состоянии
4.3 Влияние условий приготовления расплава и параметров
кристаллизации на структуру литого металла
4.4 Определение оптимальных режимов термической
обработки расплава с целью улучшения структуры и повышения твердости промышленного силумина А82
4.5 Выводы по результатам гл.4
4.6 Общие выводы по работе
Литература

Актуальность темы исследования
Взаимосвязь и взаимное влияние строения сплавов в жидком и кристаллическом состояниях является не решенной до настоящего времени проблемой физики конденсированного состояния. Начиная с семидесятых годов прошлого века, происходило интенсивное накопление опытных данных, свидетельствующих о наличии корреляционных связей между структурно-чувствительными свойствами металлических расплавов и структурой литого металла, формирующейся после их кристаллизации (работы Б.А.Баума, И.А.Новохатского, Ри Хосена с сотрудниками). Б.А.Баум обратил внимание на ветвление температурных зависимостей свойств жидких сплавов, полученных в ходе их первичного нагрева и последующего охлаждения (гистерезис свойств). Не конкретизируя физической природы необратимых изменений строения расплавов вблизи точки ветвления этих кривых, он предложил в ходе технологического процесса выплавки сплавов нагревать их выше точки ветвления, провоцируя таким образом эту перестройку. Многочисленные исследования, проведенные иод его руководством, показали эффективность подобного подхода для повышения качества сталей, чугунов и никелевых сплавов. Однако отсутствие физически обоснованных представлений о природе процессов, приводящих к гистерезису свойств расплавов, не позволяло с единых позиций подойти к анализу механизмов влияния термообработки жидкого металла на свойства слитков. Это, в свою очередь, препятствовало обобщению опытных данных и переходу от эмпирического определения режимов выплавки для каждой отдельной марки сплава к прогнозированию эффективности такой обработки и априорной разработке рекомендаций для групп сплавов.
Появление в 80-е годы прошлого века представлений о метастабильной микрогетерогенности расплавов позволило решить значительную часть
2.3.2. Количественный металлографический анализ Объёмную долю включений определяли точечным методом А.А.Глаголева. При этом равномерно перемещали шлиф на столике микроскопа и отмечали, какая фаза структуры попадает в точку пересечения визирных нитей окуляра. Затем подсчитывалось число точек, приходящихся на каждую фазу структуры. Процентное отношение этого числа к общему числу точек и является количественным содержанием данной фазы в исследуемом сплаве.
Основным параметром структуры металла считали число зёрен п, приходящееся на единицу площади шлифа. Зная п, можно вычислить площадь среднего зерна и средней диаметр зерна. Для определения числа зёрен, приходящихся на единицу площади, использовали метод Джеффриса. Подсчёт общего числа зёрен проводился не менее чем в трёх характерных местах шлифа, и по ним рассчитывалось их среднее арифметическое значение.
В данной работе для проведения металлографических исследований использовался программный продукт SIAMS Photolab (версия 450 и 900) [62]. Эта программа разработана на базе передовой технологии Smart Imaging Spreadsheet.
В составе данного продукта имеется модуль для измерения выбранных пользователем отдельных частиц на изображении. Факторами выбора могут быть: площадь и периметр частицы, ее внешний и внутренний диаметры, форма. В этом же модуле осуществляется заливка пор, полностью находящихся внутри частицы; выделение границ, т.е. отыскание, в соответствии со значением параметра границы, или вертикальных границ (резкие перепады яркости при движении по горизонтали), или горизонтальных (резкие перепады яркости при движении по вертикали), или одновременно тех и других (резкие перепады яркости при движении, как по горизонтали, так и по вертикали); подчеркивание границ, т.е. превращение размытых границ в четкие.