Формирование структуры и физико-механических свойств силуминов при обработке расплава водородсодержащими веществами

• Автор: Кибко, Наталья Валерьевна
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Новокузнецк
• Количество страниц: 159 с. : ил.

Оглавление
Введение

1 Современные способы улучшения структуры и свойств алюминиевых сплавов

1.1 Влияние водорода на структуру и свойства сплавов на основе алюминия

1.2 Обработка шихты

1.3 Обработка расплава

1.4 Кристаллизация

1.5 Термическая и термоциклическая обработка

1.6 Выводы и задачи исследования

2 Воздействие обработки шихты и расплава на структуру и свойства силуминов

2.1 Влияние обработки шихты и расплава на параметры микроструктуры и физико-механические свойства силуминов с содержанием кремния от 3 до 11%
2.2 Влияние способов и режимов обработки расплава на структуру и свойства сплава А1-15%8і
2.3 Влияние легирования и обработки расплава на параметры микроструктуры и физико-механические свойства сплава АІ-15%8і
2.4 Выводы
3 Влияние условий кристаллизации и термической обработки на структуру и свойства наводороженных заэвтектических силуминов
3.1 Влияние условий кристаллизации на параметры микроструктуры и физико-механические свойства сплава А1-15%8і

3.2 Влияние термической обработки на температурный коэффициент линейного расширения сплава Al-15%Si
3.3 Влияние термоциклической обработки на температурный коэффициент линейного расширения сплава Al-15%Si
3.4 Выводы
4 Апробация результатов экспериментальных исследований
4.1 Апробация результатов диссертационной работы в промышленных условиях
4.2 Использование результатов диссертационной работы в учебном процессе
4.3 Выводы
Заключение
Список литературы
Приложения
Приложение А Акт использования результатов
научно-исследовательской работы
Приложение Б Акт об апробации способа обработки расплава
заэвтектических силуминов
Приложение В Акт о внедрении в учебный процесс результатов диссертационной работы

Введение
Актуальность темы исследования н степень ее разработанности.
Сплавы системы Al-Si находят широкое применение в качестве конструкционных материалов и сплавов специального назначения в различных отраслях машиностроения и приборостроения. Востребованность силуминов в промышленном производстве связана с их хорошей технологичностью и достаточным уровнем физико-механических свойств. Однако ресурс свойств силуминов полностью не исчерпан. Недостаточно изученным остается вопрос о влиянии на них технологических факторов. Известно, что уровень свойств сплавов системы Al-Si в значительной степени зависит от параметров их микроструктуры. Одним из основных способов воздействия на размеры, форму и характер распределения структурных составляющих силуминов является модифицирование, которое чаще всего предусматривает обработку расплава. Проблемой модифицирования алюминиевых сплавов занимались известные российские и зарубежные ученые И.Ф. Колобнев, Г.Б. Строганов, A.A. Бочвар, Е.А. Боом, П.А. Ребиндер, М.В. Мальцев, Л.Ф. Мондольфо, А.Г. Спасский, Г.П. Борисов, В.Ю. Стеценко, П.Г. Данков, С.М. Воронов, В.И. Добаткин, В.А. Ливанов, Г.В. Самсонов, В.И. Елагин,
В.И. Напалков, А. Кибула, М. Флеминге, М. Чу, А. Грэндер, В. Шнайдер и другие. Разработано значительное количество составов модификаторов и способов модифицирования сплавов системы Al-Si: использование натрийсодержащих смесей, введение модификаторов в виде солей и лигатур, фосфорсодержащих соединений, кислородсодержащих реагентов, добавок и присадок на основе высокодисперсных компонентов. В последнее время особый интерес у исследователей вызывает обработка расплава силуминов водородсодержащими веществами. В работах Г.П. Борисова, В.Ю. Стеценко, А.Е. Семенова, В.А. Засыпкина достоверно установлено, что правильно подобранные режимы такой обработки способствуют модифицированию структуры силуминов, за счет чего обеспечивается повышение их пластичности и прочности. Однако остается слабо изученным вопрос о воздейст-

ристаллизационный отжиг изделий и отжиг термически упрочненных сплавов. Сравнительно редко для алюминиевых сплавов применяют разновидность отжига «для снятия остаточных напряжений» - нагрев до 280 - 300 °С [111 - 113].
Таблица 1.1 - Рекомендуемые режимы термической обработки для сплавов алюминий - кремний по ГОСТ
Марка сплава Вид термической обработки Закалка Старение
Температура нагрева, °С Время вы- держки, ч Охлаждающая среда, *С Температура нагрева, "С Время выдержки, ч
АК12 (АЛ2) Т2 - - - 300±10
АК9ч (АЛ4) Т1 Тб 535±5 2-6 вода, 20-100 175±5 175±5 5-17
АК8 (АЛ34) Т1 Т2 Т4 Т5 535±5 535±5 10-16 10-16 вода, 20-100 вода, 20-100 190±5 300±10 150±5 3-4 2-4
АК7ч (АЛ 9) Т2 Т4 Т5 535±5 535±5 2-6 2-6 вода, 20-100 вода, 20-100 300±10 175±5 2-4
АК5М (АЛ5) Т1 Т5 Тб Т7 525±5 525±5 525±5 3-5 3-5 3-5 вода, 20-100 вода, 20-100 вода, 20-100 180±5 175±5 200±5 230±5 5-10 5-10 3-5
АК8М (АЛ32) Т1 Т2 Тб 515±5 2-8 вода, 20-50 200±10 280±10 170±5 5-8 5-8
АК12М2МгН (АЛ25) Т1 - - - 210±10
Примечание: Т1 - искусственное старение без предварительной закалки; Т2 - высокотемпературный отжиг; Т4 - закалка; Т5 - закалка и кратковременное (неполное) искусственное старение; Тб - закалка и полное искусственное старение; Т7- закалка и стабилизирующий отпуск; Т8 - закалка и смягчающий отпуск