Установлено закономірності та механізми формування зеренної структури алюмінію та його сплавів, що відбуваються під час затвердіння за присутності дисперсних часток тугоплавких сполук, що дає змогу визначити оптимальний тип і кількість уживаних домішок для формування рівновісної дрібнозернистої структури металу та способів їх введення у розплав. З використанням сучасних оптичних і елекронних мікроскопів й аналізаторів з високою роздільною здатністю визначено розміри литого зерна алюмінію та його сплавів залежно від типу та кількості введеної лігатури, умов плавки та заливання, а також хімічний склад і морфологію зародкотвірних часток та прилеглих ділянок мариці. З'ясовано, що найкращу зерноподрібнювальну дію в алюмінії та низьколегованих сплавах виявляють частки дібориду титану, що вводяться у розплав у складі лігатури AlT5B1. Відзначено, що у високолегованих сплавах, призначених для деформування, найкращий ефект спостерігається після введення лігатури AlTi2,2B1, а у випадку ливарних сплавів - після додавання AlB4. Експериментально показано існування проміжного шару товщиною 20 нм між частками дібориду титану та алюмінієвою матрицею, на якому відбувається формування зародків твердої фази. З'ясовано переваги та недоліки застосування інших лігатур і додатків. Обгрунтовано кількісний критерій зерноподрібнювальної дії тугоплавких часток залежно від вмісту та типу легуючого елемента. На підставі одержаних результатів розроблено науковий підхід до використання лігатур для зменшення розмірів литого зерна алюмінієвих сплавів, який універсальний для сплавів ливарних та тих, що призначені для подальшого деформування.

  Скачати повний текст

Створено теоретичні та технологічні засади модифікування та зміцнення азотом і дисперсними тугоплавкими азотовмісними сполуками ливарних алюмінієвих сплавів. Установлено, що азот здатний дифундувати в алюмінії та його сплавах і вперше одержано температурно-концентраційні залежності коефіцієнта дифузії азоту в алюмінії та його бінарних сплавах з Si, Cu, Mn і Ti в інтервалі температур 1 023 - 1 223 К. З'ясовано оптимальні межі вмісту азоту у сплавах у разі введення його з газової фази, а також оптимальні кількості синтетичних нітридів у сплавах. Установлено, що вплив нітридів на кінетику кристалізації алюмінію та його сплавів полягає у зміні розмірів продуктів первинної кристалізації, евтектик і внутрішньої будови зерен. Виявлено механізм подрібнення фазових і структурних складових силумінів дисперсними азотовмісними частинками. Визначено вплив азоту та дисперсних нітридів на механічні властивості силумінів і взаємозв'язок структурних змін з механічними властивостями сплавів у литому та термообробленому стані. Показано, що дисперсні нітриди у сплавах є універсальним модифікатором, дисперсним зміцнювачем, антикоагулятором структурних складових сплавів. Відзначено, що наслідком модифікування є значне підвищення механічних властивостей литва, особливо з алюмінієвих сплавів, забруднених залізом.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст