Влияние обработки алюминиевых расплавов упругими низкочастотными колебаниями на структуру и свойства литого металла

• Автор: Долматов, Алексей Владимирович
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 139 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1. Состояние расплава основа качества литого металла

1.1.1. Структурная наследственность

1.1.2. Влияние температуры на состояние расплава

1.2. Физикохимические методы воздействия на расплав.

1.2.1. Термовременная обработка.

1.2.2. Модифицирование расплавов

1.2.3. Механическое, пневматическое, газоимпульсное перемешивание расплавов

1.2.4. Наложение электрических и магнитных полей, электроимпульсная и электрогидроимпульсная обработка
1.2.5. Применение упругих колебаний.
1.3. Выводы
2. УСТАНОВКА ПО ВОЗДЕЙСТВИЮ НА ЖИДКИЕ СРЕДЫ УПРУГИМИ КОЛЕБАНИЯМИ НИЗКОЙ ЧАСТОТЫ В РЕЖИМЕ ИНТЕНСИВНОГО ПЕРЕМЕШИВАНИЯ
2.1. Конструкция установки.
2.2. Механизм воздействия упругих колебаний на расплав.
2.3. Новый метод обработки.
2.4. Выбор сплавов и методика проведения исследований
2.5. Выводы
3. ОСОБЕННОСТИ СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЯ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ ПОСЛЕ ОБРАБОТКИ ИХ РАСПЛАВОВ НИЗКОЧАСТОТНЫМИ УПРУГИМИ КОЛЕБАНИЯМИ.
3.1. Особенности структурообразования лигатурных сплавов.
3.1.1. Сплавы системы А1М.
3.1.2. Сплавы системы А1М7п
3.1.3. Сплавы системы А1Мп.
3.1.4. Сплавы системы А1Ре
3.2. Особенности структурообразования сплавов А15Ре и А1 после воздействия на их расплавы НЧК при высоких перегревах над ликвидусом
3.2.1. Сплавы системы А1Ре
3.2.2. Сплавы системы А1
3.3 Выводы
4. ПОВЫШЕНИЕ МОДИФИЦИРУЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ЛИГАТУР ВОЗДЕЙСТВИЕМ НА ИХ РАСПЛАВЫ НИЗКОЧАСТОТНЫМИ КОЛЕБАНИЯМИ ,5
4.1. Способы повышения качества модифицирующей лигатуры
4.2. Лигатура А1г
4.3. Лигатура А1Т1
4.4. Лигатура АГАЬТьТЮ.
4.5. Выводы
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


В последнее время в производстве алюминиевых сплавов наблюдается увеличение доли вторичного сырья и вовлечение в переработку ранее не используемых видов лома и отходов. Изза повышенного содержания примесей и гетерогенности структуры сплавы из вторичного сырья отличаются пониженной коррозионной стойкостью. Использование увеличенного количества отходов при приготовлении, например, сплавов А11л снижает качество сплавов, что обусловлено их загрязнением в результате активного перехода металлов, восстанавливаемых литием из футеровки и флюса накоплением окислов в сплавах повышением количества избыточных фаз, являющимися носителями наследственности 8,9. При этом конечную величину газовых пор определяет концентрация водорода в расплаве. Таким образом, при стандартных условиях плавки алюминиевых сплавов, когда температура нагрева не превышает 00С , , расплав является микрогетерогенным и десятки часов может сохранять наследственную память о фазовом составе и дисперсности шихтовых материалов, сохранять элементы структуры, свойственные твердой фазе шихтовых материалов. Кластеры совершают тепловые колебания, как целое, и при сближении они могут временно сливаться или разъединяться . Расплавы при этом остаются неоднородными по структуре и составу, изменяются только размеры кластеров и характер их распределения в расплаве. Этим объясняется гистерезис структурночувствительных свойств вязкости, плотности, поверхностного натяжения, электропроводности при нагреве и охлаждении. Экспериментальные исследования , показали, что нестабильный во времени и гистерезисный характер политерм вязкости и струкрных параметров многокомпонентных расплавов обусловлен длительным сохранением в них либо твердых интерметаллидных частиц АЬТц АЬРе, Аг, А1тСг, А1бМп, унаследованных расплавом от соответствующих двойных лигатур или вторичных отходов, либо концентрационными микронеоднородностями, образованными атомами алюминия и переходных металлов. Именно наличие в расплавах такого типа частиц является причиной наследственного влияния строения многокомпонентных алюминиевых сплавов на структуру и свойства отливаемых слитков. Процесс диспергирования коллоидных частиц происходит до тех пор, пока он является термодинамически выгодным. Согласно , это соответствует размерам микрогруппировок порядка 0 нм. Когда диспергирование становится термодинамически невыгодным, происходит медленное растворение частиц в кинетическом режиме до установления метастабильного равновесия между дисперсной частицей и средой. Растворение прекращается, когда возрастание межфазного натяжения на границе частицы и среды происходит быстрее, чем уменьшается площадь поверхности частицы. При существенном перегреве расплава над ликвидусом, при температуре, называемой температурой перехода расплава в состояние истинного раствора или температурой гомогенизации, система из микронеоднородного состояния переходит в термодинамически устойчивое состояние истинного раствора . Этот переход, как
правило, определяется по началу совпадения участка политерм, получаемых при нагреве и охлаждении какойлибо структурночувствительной характеристики. Каждый чистый металл или сплав характеризуется своими температурами гомогенизации, зависящими от содержания примесных элементов. Так, температура перехода расплавов А1Мп в состояние истинного раствора зависела от наличия интерметаллидов марганца того или иного состава в исходной кристаллической структуре . В.И. А11П. К макроуровню
относится расплав, содержащий активированные и дезактивированные частицы А и пузырьки молекулярного водорода. К микро, субмикро и мезоуровням относятся расплавы, содержащие в качестве элементов структуры недорастворившиеся интерметаллидные частицы АТг И последний атомный уровень, характеризующийся новым типом состояния расплава. У П. С. Попеля с сотрудниками макроскопически неоднородный расплав сразу после плавления переходит в микрогетерогенный, который при повышении температуры постепенно релаксирует к термодинамически устойчивому состоянию истинного раствора.