Повышение механических свойств алюминиевых сплавов путем применения гранулированных материалов

• Автор: Коновалов, Юрий Иванович
• Шифр специальности: 05.16.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Ленинград
• Количество страниц: 180 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА . .

1.1. Физикохимические основы упрочнения алюминиевых сплавов .

1.2. Влияние основных легирующих элементов на свойства промышленных алюминиевых литейных сплавов уз
1.3. Влияние микролегирующих элементов на свойства алюминиевых литейных сплавов и форму интерметаллвдных фаз

1.4. Влияние скорости охлаждения на свойства алюминиевых сплавов . .

1.5. Гранулирование как литейный процесс. Некоторые особенности формирования гранул .

1.6. Влияние структуры лигатур на качество промышленных сплавов.

2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Методика приготовления сплавов .

2.2. Установка для получения гранул. Методика получения гранул из алюминиевых сплавов.
2.3. Методика определения скорости охлаждения лигатурных сплавов. 4
2.4. Методика определения электросопротивления
2.5. Методика определения механических свойств гранулированных сплавов
2.6. Методика определения газонасыщенности гранулированных сплавов
3. ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ГРАНУЛИРОВАНИЯ НА
РАЗМЕР И ГАЗОНАСЫЩЕННОСТЬ ГРАНУЛ .
2
3.1. Влияние технологических параметров гранулирования
на размер гранул
3.2. Влияние физикохимических свойств сплавов на раз.
мер гранул.
3.3. Влияние химического состава и температуры перегрева на газонасыщенность гранулированных сплавов . .
4. ВЛИЯНИЕ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА И СКОРОСТИ ОХЛАЖДЕНИЯ НА
СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА ГРАНУЛИРОВАННОГО СПЛАВА АК5М2 . .
4.1. Структура и свойства сплава АК5М2 с повышенным содержанием железа и магния
4.2. Влияние содержания магния на структуру и свойства
изделий из гранулированного сплава АК5М2 .
4.3. Влияние содержания железа на структуру и свойства
изделий из гранулированного сплава АК5ГЕ.
4.4. Влияние содержания магния и железа на структуру и
свойства изделий из гранулированного сплава АК5М2
5. СТРУКТУРА И СВОЙСТВА СПЛАВОВ, ЛЕГИРОВАНШХ ТУГОПЛАВКИМИ
МЕТАЛЛАМИ С ПОМОЩЬЮ ГРАНУЛИРОВАННЫХ ЛИГАТУР
5.1. Выбор легирующих элементов для компенсации вредного влияния железа на механические свойства алюминиевых сплавов.
5.2. Легирование вторичного алюминиевого литейного сплава АК7 гранулированными лигатурами тугоплавких металлов Ш
5.3. Модифицирование алюминиевых литейных сплавов гранулированными лигатурами АРТ и У2г
5.4. Влияние скорости охлаждения на структуру лигатурных сплавов алюминия с тугоплавкими металлами . .
6. ПРОШШЛЕННОЕ ОПРОБОВАНИЕ И ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
ИССЛЕДОВАНИЙ.
основные выводы.
ЛИТЕРАТУРА


Т.Кишкша, считают, что сложное многокомпонентное легирование должно обеспечивать повышение стабильности твердого матричного раствора и упрочняющих фаз в результате замедления диффузионных процессов, способных нарушить тонкую структуру. В процессе дисперсионного упрочнения протекают два противоположных процесса: обеднение пересыщенного твердого раствора при его распаде, сопровождающееся разупрочнением и, в то же время, неравномерность распада, сопровождающаяся образованием зон Гинье-Престона, метастабильных или стабильных фаз, приводящая к упрочнению сплава //. Увеличение размера выделяющихся из пересыщенного твердого раствора частиц приводит к снижению их числа, а следовательно, понижается прочность сплава. Одной из основных функций упрочняющего действия дисперсных частиц является торможение движения дислокаций. Для эффективного торможения дислокаций авторы работы /II/ определили оптимальное расстояние между частицами выделений около 0 нм. Степень сопротивления частиц движению дислокаций зависит от величины энергии дефекта упаковки, различия размеров атомных радиусов и объемов частиц и матрицы и т. Чем больше различие, тем выше должно быть сопротивление. Но, с другой стороны, такое различие ведет к снижению растворимости в тзердом состоянии. Для сбалансирования этих двух взаимоисключающих требований легирующим элементам необходимо следующее //: многокомпонентное макролегирование комплексом элементов с повышенной растворимостью, необходимое для образования достаточного количества дисперсных частиц, микролегирование "третьими" элементами, изменяющими растворимость основных легирующих элементов в матрице, морфологию вторых фаз, величину зерна, размер и степень коогерентности дисперсных частиц, а также характер взаимодействия с дефектами кристаллического строения и др. Макролегирование создает основной уровень свойств, а микролегирование усиливает необходимые свойства сплавов. Свойства сплавов во многом определяются исходной литой структурой, которая зависит от условий кристаллизации. Возникающие в процессе кристаллизации грубые включения вторых фаз, крупные зерна и др. Размер зерна является важной характеристикой структуры сплавов. К - постоянные для данного металла; Ы - диаметр зерна. Из этого соотношения следует, что с уменьшением размера зерна (увеличение протяженности границ) увеличивается прочность сплава. На размер зерна оказывают влияние: скорость кристаллизации, модифицирующие добавки и их активность, физические методы воздействия на расплав. Регулируя скорость кристаллизации, можно воздействовать на размер зерна //. Таким образом, задача многокомпонентного легирования для получения сплавов с заданными свойствами заключается в формировании благоприятной структуры, т. Наибольшее распространение среди алюминиевых литейных сплавов получила система А(силумины). Эти сплавы имеют составы, близкие к эвтектическим, и поэтому обладают хорошими литейными свойствами. Наиболее существенное улучшение механических свойств в этой системе достигается при введении небольших добавок магния. Мд^с . Работы /-/ показали, что для дальнейшего упрочнения силуминов необходимо увеличивать количество легирующих компонентов. В табл. Оі~ Мд (АЛ9). Таблица І. Благодаря увеличению содержания количества компонентов в сплаве при литье в кокиль его механические свойства возросли почти вдвое. Рентгенофазный анализ // показал, что и медь, и цинк равномерно распределяются в твердом растворе, при концентрациях Си до 3,5$ и 1п до 1,0$. Выделений игольчатой формы не обнаружено, структура состоит из большого числа компактных интерметал-лидов. Это объясняется тем, что с повышением концентрации легирующих элементов уменьшается число вакансий за счет их поглощения винтовыми дислокациями, снижается число скоплений вакансий, которые являются зародышами для гетерогенного образования выделений, поэтому скорость образования и их рост резко снижаются //. Сплавы системы АС- Си отличаются теплостойкостью, но уступают по технологическим свойствам сплавал других систем. Растворимость Си в кС // изменяется от 5, вес.