Розглянуто вплив модифікування на структуру, фазовий склад та механічні властивості алюмінієвих, придатних до деформування, сплавів систем Al-Cu-Si-Mg і Al-Mg-Si-Cu у литому стані, після деформування та термічного оброблення. Встановлено, що у модифікованому сплаві послідовність фазових перетворень, що притаманна немодифікованому сплаву, залишається, а змінюються лише їх температурні інтервали, які призводять до зміни фазового складу та кількісного співвідношення інтерметалідних фаз при модифікуванні. На підставі проведених досліджень розроблено та випробувано у промислових умовах технологію модифікування та режими термічного оброблення, що дозволяє поліпшити комплекс механічних та експлуатаційних властивостей виробів із сплавів досліджених систем.

  Скачати повний текст

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

Показано, що основною причиною відсутності пластичності у сплавах NiAl є сильний ковалентний зв'язок між атомами Ni і Al. З'ясовано, що за умов легування NiAl сплавів ренієм має місце подрібнення структури. Установлено, що реній виділяється у міжвіттях дендритів NiAl, що призводить до фрагментації поліедрів під час проходження первинної рекристалізації, але не покращує механічних властивостей. Показано, що легування бором призводить до суттєвого зміцнення сплаву внаслідок утворення зерномежової боридної фази, але не впливає на пластичність. Визначено, що легування ренієм і бором не заважає мартенситному перетворенню, проте зменшує ступінь відновлення форми у порівнянні з бінарними сплавами. Відзначено, що досягнення умов, за яких деформація відбувається за мартенситного механізму, є можливим тільки у разі зменшення впливу сильного ковалентного зв'язку між атомами Ni і Al.

  Скачати повний текст

Встановлено закономірності впливу комплексів мікродомішок (вуглецю та титану, внесених до складу алюмінію та його сплавів) на стан розплаву, структуру та властивості сплавів. Наведено модель формування (будови) метастабільних кластерних угруповань у розплаві між мікролегувальними домішками та компонентами сплаву, з'ясовано взаємодію кластерних угруповань і неметалічних домішок, первинне фазоутворення, механізм формування твердої фази, структуру та властивості сплавів, що грунтується на теорії електронегативності. Запропоновано нову лігатуру, технологію та обладнання для її виробництва, для внесення мікродомішок вуглецю та титану в розплав. Доведено можливість підвищення технологічних та експлуатаційних характеристик алюмінієвих сплавів під час мікролегування вуглецевмісного лігатурою, можливість контролю стану розплаву, структури та прогнозування властивостей сплавів з використанням комп'ютерного термічного аналізу в режимі плавлення та кристалізації.

  Скачати повний текст

З використанням методики фізико-хімічного моделювання проведено розрахунок значень енергії зв'язку та зарядової щільності кремнію за умов мікролегування B, Al, Cu, Sn, Ge, Hf, Zr і комплексами B - Sn і B - Mo. Елементи поділено на три групи, а саме: перша - Mo, Hf, Zr - елементи, що посилюють енергію взаємодії атомів кремнію; друга - Sn, Ge - елементи, що слабо впливають на енергію взаємодії атомів у гратці кремнію; третя - B, Al, Cu - елементи, що різко знижують енергію взаємодії атомів у гратці кремнію. Вивчено вплив легувальних елементів на температурні інтервали фазових перетворень у напівпровідниковому кремнії. Виявлено взаємозв'язок між мікротвердістю і часом життя нерівноважних носіїв заряду легованого Cz - Si відносно енергії взаємодії атомів кремнію у кристалічній гратці. Вивчено структуру, форми росту первинних кристалів. Визначено кількісні параметри структури заевтектичних силумінів у разі введення бору, олова, композиції бор - олово та бор - олово - скандій. Показано, що найкращі кількісні параметри структури серед усіх сплавів, що досліджені, забезпечуються в силуміні, модифікованому комплексом B - Sn. Розроблено та рекомендовано для дослідно-промислового випробування режими термічної обробки Cz - Si, легованого Sn, Ge, Zr, Hf й заевтектичних силумінів, легованих композицією B - Sn, які забезпечують підвищення електрофізичних і механічних властивостей відповідно.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Досліджено питання одержання якісних виливків з переплаву відходів алюмінієвих деформівних сплавів. Розроблено технологію плавки та виробництва виливків з нових сплавів, що вперше включає в себе дуплекс-процес: роторна піч - піч опору з наступним заливанням у кокіль. Показано, що дана технологія є перспективною з технічної та економічної точок зору, тому що не вимагає застосування дорогого обладнання та спеціальних матеріалів. Досліджено ливарні властивості розроблених експериментальних сплавів системи Al - Si - Mg з умовною маркою АК5Мг3 і АК10Мг3, показники яких знаходяться на рівні відомих більш дорогих Al - Si і Al - Si - Mg сплавів марок АК12, АК9. Визначено основні закономірності кристалізації розроблених сплавів, встановлено основні складові їх структури. Встановлено кількісні залежності й особливості впливу основних легуючих елементів на закономірності кристалізації експериментальних сплавів. Розроблена технологія дозволяє зменшити брак виливків за ливарними дефектами на 5 - 10 % та підвищити якість литих заготовок.

  Скачати повний текст