Структурно-технологические основы разработки прецизионных силуминов с регламентированным содержанием водорода

• Автор: Прудников, Александр Николаевич
• Шифр специальности: 05.16.09
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 378 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 КРИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ДАННЫХ О СПОСОБАХ ПОЛУЧЕНИЯ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ И ВЛИЯНИЮВОДОРОДА НА ИХ СВОЙСТВА

1.1 Подготовка шихты

1.2 Рафинирование и модифицирование

1.2.1 Рафинирование

1.2.2 Модифицирование

1.3 Воздействие водорода на структуру и свойства сплавов..

1.4 Поршневые силумины и способы производства поршней

1.5 Выводы по главе
ГЛАВА 2 ПОВЫШЕНИЕ СВОЙСТВ СПЛАВОВ ЗА СЧЕТ
НАСЛЕДСТВЕННОСТИ ШИХТОВЫХ МАТЕРИАЛОВ
2.1 Связь исходного состояния шихты со структурой, свойствами и содержанием водорода
2.2 Наследственность свойств шихтовых материалов и содержание водорода
2.2.1 Наводороживающие способы обработки шихты
2.2.2 Переплав и возврат
2.3 Выводы по главе
ГЛАВА 3 СПОСОБЫ УПРАВЛЕНИЯ СТРУКТУРОЙ И СВОЙСТВАМИ
СИЛУМИНОВ В ЖИДКОМ СОСТОЯНИИ
3.1 Термовременная обработка
3.2 Разработка способов модифицирования водород-, кислород- ,
и фосфорсодержащим! реагентами
3.2.1 Модифицирование водород- и фосфорсодержащими
веществами

3.2.2 Модифицирование водород-, кислород-, и
фосфорсодержащим! веществами
3.3 Обработка для повышения деформируемости
3.4 Обработка расплава для снижения теплового расширения
3.5 Выводы по главе
ГЛАВА 4 ВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ И
ДЕФОРМАЦИИ НА СТРУКТУРУ, СВОЙСТВА И СОДЕРЖАНИЕ ВОДОРОДА В АЛЮМИНИЕВО-КРЕМНИЕВЫХ СПЛАВАХ
4.1 Условия кристаллизации
4.1.1 Влияние скорости охлаждения при кристаллизации на структуру и содержание водорода в силуминах
4.1.2 Формирование структуры слитков при повышенном содержании водорода
4.2 Деформация
4.2.1 Связь структуры и деформируемости
4.2.2 Свойства деформированных силуминов
4.3 Выводы по главе
ГЛАВА 5 МЕХАНИЗМ ФОРМИРОВАНИЯ СТРУКТУРЫ ПРИ
КРИСТАЛИЗ АЦИИ МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЗАЭВТЕКТИЧЕСКИХ СИЛУМИНОВ
5.1 Модифицирование структуры водородом
5.2 Модифицирование структуры комплексными составами, содержащими водород
5.3 Выводы по главе
ГЛАВА 6 РАЗРАБОТКА ПРЕЦИЗИОННЫХ ЗАЭВТЕКТИЧЕСКИХ
АЛЮМИНИЕВО-КРЕМНИЕВЫХ СПЛАВОВ
6.1 Поршневые деформируемые заэвтектические силумины для
тяжелонагруженных двигателей
6.1.1 Технология изготовления слитков полунепрерывного литья, их структура и свойства

6.1.2 Получение поршневых деформированных заготовок
6.1.3 Высокопрочный поршневой сплав
6.1.4 Сплав с повышенной жаропрочностью
6.2 Сплав для стеклометаллических соединений
6.3 Сплав для деталей узлов летательных аппаратов
6.4 Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ

ществляется в виде либо атома, либо сольватированного протона [99]. Можно считать доказанным, что водород в металлах и сплавах присутствует в пяти основных состояниях:
- атомарно-протонном, растворенным в кристаллической решетке;
- атомарном, связанным с дефектами кристаллической решетки;
- молекулярном, связанным с микро- и макропустотами;
- химически связанным с гидридообразующими с металлами;
- химически связанным с неметаллами: углеродом СЩ, кислородом Н20, серой Я25*, азотом У#3 [100].
Установлено, что атомы водорода могут взаимодействовать с несовершенствами кристаллической решетки, в том числе дислокациями и вакансиями. Несовершенства кристаллической решетки являются как-бы «ловушками» для атомов водорода [101]. Подробная классификация «ловушек» водорода в металле дана Б.А. Колачевым в работе [96].
Существует довольно большое количество сведений о влиянии водорода на физические свойства никеля, палладия, тория, тантала, ниобия и их сплавов, в том числе магнитные [101], электрические [102]. Диаграммы состояния металл - водород и данные о предельной растворимости большинства металлов приведены в работе Ю.В. Левинского [103]. Сообщается о том, что водород ускоряет эвтектоидный распад Р-фазы в титановом сплаве ВТ-3 при содержании выше 0,015 % (мае.) и при очень высоком содержании (более 0,12 %) стабилизирует Р-фазу [104] и может вызвать фазовый переход с изменением структуры металла [105].
Значительное количество работ посвящено проблеме водородной хрупкости металлов и сплавов [96, 106, 107]. Однако имеются сведения о положительном воздействии водорода на структуру и свойства металлов. Так, в работе [108] сообщается о повышении технологичности титановых сплавов, обусловленной эффектом водородного пластифицирования, заключающимся в повышении пластичности и снижении сопротивления деформации титановых сплавов путем легирования их эффективным Р-стабилизатором - водородом. Водо-