Управление структурой и свойствами литых алюминиевых сплавов и разработка технологии их модифицирования мелкокристаллическими добавками

• Автор: Пронь, Елена Борисовна
• Шифр специальности: 05.16.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 195 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ.

1.1. Структурные элементы и свойства расплавов

1.2. Строение твердых литых сплавов и существующие методы изучения.

1.3. Влияние фазового состава, структурных элементов и дефектов на

изменение физикомеханических свойств алюминиевых сплавов

1.4. Основные факторы, влияющие на структурообразование и свойства

литых сплавов

1.5. Современные представления о наследственности в литых сплавах

1.6. Заключение и задачи работы

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ.
2.1 .Общая методика проведения работы
2.2. Методика приготовления сплавов
2.3. Металлографические исследования.
2.4. Испытания литейных и физикомеханических свойств
ГЛАВА 3. СИСТЕМАТИЗАЦИЯ СТРУКТУРНЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ ЛИТЫХ СПЛАВОВ ПО ИЕРАРХИЧЕСКИМ УРОВНЯ
3.1. Управление структурноиерархическими уровнями литых сплавов
3.2. Методология составления трехкомпонентной графической модели
3.3. Литейный треугольник РеС для стали и серого чугуна
3.4. Выводы.
ГЛАВА 4. УПРАВЛЕНИЕ СТРУКТУРОЙ И СВОЙСТВАМИ ЛИТЫХ БИНАРНЫХ
СПЛАВОВ СИСТЕМЫ А1Си
4.1. Исследование особенностей структурообразования бинарных сплавов в зависимости от скорости кристаллизации и определение стереометрических параметров структуры сплавов.
4.2. Влияние химического состава и вида шихтовых материалов на структуру и свойства сплавов.
4.3. Обсуждение полученных результатов.
ГЛАВА 5. УПРАВЛЕНИЕ СТРУКТУРОЙ И СВОЙСТВАМИ СПЛАВОВ
СИСТЕМЫ АкНСи
5.1. Исследование особенностей структурообразования сплавов системы А1 в зависимости от скорости кристаллизации.
5.2. Синтезирование из отходов сплавов типа силумин с улучшенными свойствами.
5.3. Получение мелкокристаллического переплава.
5.4. Исследование влияния мелкокристаллических модификаторов переплав, лигатуры на свойства сплава АК6М2
5.5. Обсуждение полученных результатов.1.5.
ГЛАВА 6. ОБОБЩЕНИЕ И ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ
ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ.
6.1. Обобщение полученных результатов
6.2. Техникоэкономическая эффективность внедрения результатов исследований .
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕЛ..
ЛИТЕРАТУРА


Рост кристаллов происходит по трем механизмам: возникновение и разрастание двумерных зародышей новых кристаллических слоев на атомарно-гладкой поверхности кристалла; дислокационный механизм послойного роста -присоединение частиц к ступеням, образованным выходом винтовых дислокаций на поверхность кристалла; нормальный механизм - беспорядочное, хаотическое присоединение частиц к шероховатой поверхности раздела кристалл - расплав. Отличительным признаком этих механизмов является различная зависимость скорости роста от пересыщения[,]. В чистых металлах встречаются послойные, а в обычных промышленных -нормальный механизм роста. Состояние вопроса о строении жидкофазных объектов отражает тенденцию уже установленных закономерностей, подтверждающих существование в металлических -расплавах структурных единиц. Изучение литературы о строении расплавов показало, что сведения о характеристиках их элементов часто расходятся. Общим почти для всех работ является признание факта наличия в металлических расплавах структурных единиц - элементов структуры расплава[ 9 ]. Это подтверждают результаты дифрактометрического, рентгеноструктурного методов исследований, а также теоретических расчетов. Следующим по мере накопления информации должен явиться вывод о способности параметров структурных единиц зависеть от состояния шихты, претерпевать изменения в результате жидкофазной обработки и влиять на формирование модификаций и размеров структурных единиц кристаллизующихся фаз. Предполагаемым резервом повышения свойств может явиться управление фазовым составом, зависящим, в первую очередь, от химического состава, а также от воздействия наследственно значимых факторов. Разнообразие свойств многокомпонентных сплавов определяется их сложным строением по сравнению с чистыми металлами. Литература по изучению структур металлов и сплавов содержит сведения о диаграммах состояния, свойствах сплавов и отдельные разрозненные фотографии макро- и микроструктур без систематического увеличения с использованием разных травителей или без их указания. Преимущественно изучена структура железа, сталей [-], жаропрочных [] и ряда термообработанных цветных сплавов [-]. Для литых сплавов выявлены немногочисленные источники [,,,]. Л.Ф. Мондольфо [ ] приводит обзор информации о сплавах алюминия, двойных и сложных диаграммах состояния с описанием изменений фазового состава, структуры и свойств в зависимости от химического состава и термообработки. Для литых сплавов приводятся интервалы значений их свойств без ссылки на условия получения и методы измерений. Особенности дислокационной структуры алюминиевых сплавов при увеличениях порядка 5 • 4 , определяющие уровень механических, коррозионных свойств и характеристик разрушения отражены в [ ], однако отсутствуют данные о соответствующей структуре макро- и микроуровней. Анализ структурного состояния типичных промышленных цветных сплавов на макро- и микроуровнях проведен М. В.Мальцевым [ ] с указанием присущих им свойств в зависимости от их химического состава и способов модифицирования. В работе [ ] классифицированы зерна реальных поликристаллических агрегатов по количеству граней и их взаимному расположению. К.Шуберт [ ] определяет структуру твердого тела, как функцию вероятности, предполагающую для достаточно большого промежутка времени удовлетворительные сведения о положении частиц. В этой работе приводятся упрощенные структурные ступени твердого тела, не имеющие резкого разграничения, но из-за методов исследований, различающиеся между собой. Для изучения отмеченных видов структур твердых тел используются микроскопия, дифрактометрия, квантометрия. Указаны типы структур и их обозначение: пластинчатый, Р - стержневой, ВЬ -с разорванными пластинами, Р - чешуйчатый, С - сложнорегулярный, (Ж- квазирегулярный. К матричным относят системы с однофазной матрицей,в которую вкраплены не соприкасающиеся между собой кристаллы второй фазы; к статическим - из кристаллов, расположенных хаотически, размещение которых не является регулярным. Б.Б. В.К. Григорович [ ] отмечает, что в рассмотрении атомного подуровня фигурирует электронное строение компонентов, определяющее их структуры и характер образуемых ими при межатомном взаимодействии диаграмм состояния. Практически не произведено классификаций элементов структуры по их размерам.