Исследование и разработка флюса комплексного действия для модифицирования силуминов и технологии его применения

• Автор: Петров, Игорь Алексеевич
• Шифр специальности: 05.16.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 176 с. : ил.

Оглавление
Введение

Глава 1. Состояние вопроса

1.1. Алюминиевые литейные сплавы

1.2. Модифицирование алюминиевых сплавов

1.2.1. Теория модифицирования эвтектики А1-Б1 поверхностно-активными веществами

1.2.2. Модификаторы эвтектики в силуминах

1.2.3. Модифицирование веществами, создающими дополнительные центры кристаллизации

1.2.4. Модификаторы а-твердого раствора

1.2.5. Модифицирование силуминов редкоземельными металлами

1.2.6. Модифицирование силуминов неметаллами
1.3. Постановка задач исследования
Глава 2. Выбор основных компонентов состава комплексного модифицирующего флюса
2.1. Принципы выбора компонентов флюса
2.2. Выбор поверхностно-активного компонента флюса
2.2.1. Определение критериев для выбора поверхностно-активного компонента флюса
2.2.2. Поверхностное натяжение исследуемых элементов
2.2.3. Сродство исследуемых элементов к кислороду
2.2.4. Термодинамический анализ взаимодействия солей на основе
карбонатов с расплавом силуминов
2.3. Выбор компонента флюса, образующего дополнительные центры кристаллизации
2.3.1. Требования, предъявляемые к исследуемым элементам, образующим дополнительные центры кристаллизации

2.3.2. Выбор элементов по принципу подобия кристаллических решеток
2.3.3. Выбор исследуемых элементов по их растворимости
2.3.4. Выбор исследуемых элементов по температуре кристаллизации
2.4. Выбор карбидообразующего компонента флюса для создания
ультрадисперсных соединений
Выводы по 2 главе
Глава 3. Объекты и методы исследования
3.1. Объект исследования
3.2. Методика дегазации расплава инертным газом
3.3. Методы обработки сплавов
3.3.1. Обработка расплава стандартным флюсом
3.3.2. Обработка расплава солями, содержащими поверхностно-активные элементы
3.3.3. Обработка расплава опытными составами комплексного модифицирующего флюса
3.4. Дифференциальный термический анализ
3.5. Определение жидкотекучести по технологической пробе
3.6. Определение горячеломкости по технологической пробе
3.7. Методика определения механических свойств алюминиевых сплавов
3.8. Металлографические исследования структуры сплавов
3.9. Спектральный анализ опытных сплавов
3.10. Метод сканирующей электронной микроскопии
3.11. Метод исследования температуры на границе расплав-флюс и температуры в расплаве
Глава 4. Разработка и исследование комплексного модифицирующего флюса

4.1. Анализ влияния поверхностно-активных элементов на структуру и механические свойства сплава АК
4.1.1. Влияние добавок лития
4.1.2. Влияние добавок натрия
4.1.3. Влияние добавок кальция
4.1.4. Влияние добавок стронция
4.1.5. Влияние добавок иттрия
4.1.6. Влияние добавок цезия
4.1.7. Влияние добавок бария
4.1.8. Влияние добавок калия
4.2. Анализ влияния элементов, создающих дополнительные центры кристаллизации, на структуру и механические свойства сплава АК12
4.2.1. Влияние добавок титана
4.2.2. Влияние добавок циркония
4.3. Анализ влияния порошкового графита на структуру и механические свойства сплава АК
4.4. Анализ влияния опытных составов комплексного модифицирующего флюса на структуру и механические свойства сплава АК
4.5. Определение оптимального состава комплексного модифицирующего флюса
4.6. Исследование влияния комплексного модифицирующего флюса на механические и технологические свойства сплава АК
4.6.1. Определение механических свойств сплава в зависимости от количества комплексного модифицирующего флюса
4.6.2. Литейные свойства сплава обработанного комплексным модифицирующим флюсом
4.6.3. Исследование длительности модифицирующей способности комплексного модифицирующего флюса

8т повышает пластичность сплава АЛ9. Результаты, полученные в работах [80, 41] по исследованию влияния малых добавок У, Ьа, Се, показали положительное воздействие на структуру и свойства силумина.
Исследования проведенные рядом авторов [81, 82, 83, 84] показывают, что добавки Ьа и Се оказывают модифицирующее действие на эвтектический силумин, что способствует повышению износостойкости и механических свойств сплава. Наибольший эффект модифицирования достигается при содержании в силумине 0,1-0,15 % РЗМ.
В ряде работ [85,86] установлен модифицирующий эффект РЗМ на микроструктуру заэвтектических силуминов. Установлено, что ввод У и Се, кроме измельчения структуры, ещё повышает микротвёрдость кристаллов кремния и а-твёрдого раствора в заэвтектических силуминах. Максимальное увеличение микротвёрдости кристаллов кремния достигается при вводе 0,08...0,1% РЗМ. Так же изучено влияние добавок Се и Ьа-Се мишметалла на микроструктуру заэвтектического силумина [87, 88]. Показано, что церий способствует измельчению кристаллов как первичной 8нфазы, так и эвтектики и имеет большое положительное влияние на прочность литого сплава. Добавки мишметалла в расплав заэвтектического силумина вызывают замедление роста кристаллов первичного кремния и переохлаждение расплава при его кристаллизации. Мпшметалл также изменяет морфологию эвтектики.
Изучение влияния УЬ на структуру и кристаллизационные процессы сплавов системы АРБц показаны в работах[41,89]. Введение 0,15-0,3%УЬ способствует, измельчению эвтектического кремния и уменьшению температуры кристаллизации. Однако, увеличение содержания УЬ приводит к снижению модифицирующего эффекта в сплаве за счёт образования фазы УЬАЬ812.
Литературные данные о механизме влияния добавок РЗМ разноречивы, что осложняет полное понимание механизма воздействия РЗМ на структуру силуминов, но можно выявить некоторые закономерности по оптимальному количеству вводимых РЗМ. Постоянный эффект модифицирования структуры