Actual Problems in Machine Building 2017 Vol. 4 No. 3

Actual Problems in Machine Building. Vol. 4. N 3. 2017 Materials Science in Machine Building ____________________________________________________________________ 78 УДК 669.715: 621.74.047 ФОРМИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ ЗАЭВТЕКТИЧЕСКОГО СИЛУМИНА ПРИ ЛИТЬЕ СЛИТКОВ ПОЛУНЕПРЕРЫВНЫМ СПОСОБОМ А.Н. ПРУДНИКОВ, доктор техн. наук, профессор В.А. ПРУДНИКОВ, аспирант (СибГИУ, г. Новокузнецк) Прудников А.Н. – 654007, г. Новокузнецк, ул. Кирова, 42, Сибирский государственный индустриальный университет, e-mail: a.prudnikov@mail.ru Исследованы поверхность разрушения, макро- и микроструктура слитков полунепрерывного литья диаметром 165 мм из бинарного заэвтектического силумина с содержанием кремния 20 %. Установлено, что излом слитка в поперечном сечении характеризуется значительными участками вязкого и квазивязкого разрушения по эвтектике и твердому раствору, чередующимися с фасетками хрупкого скола по кристаллам первичного кремния (КПК). Макроструктура отличается неоднородностью распределения эвтектических колоний (Al+Si), участков и дендритов α-твердого раствора. Показано, что в поперечном сечении слитка полунепрерывного литья из заэвтектического силумина формируются периферийная, промежуточная и центральная зоны, отличающиеся между собой по количеству, размерам и распределению КПК, а также строению эвтектики. Приведены усредненные механические свойства слитков. Ключевые слова : силумин, слиток, полунепрерывное литье, структура, кристаллы первичного кремния, эвтектика. Введение Для изготовления поршней тяжелонагруженных двигателей внутреннего сгорания (ДВС), используемых для большегрузных автомобилей, тракторов, тепловозов и другой техники, наиболее часто используют деформируемые алюминиевые сплавы [1]. Данная технология их производства, обычно, включает производство слитков полунепрерывным способом, их прессование на пруток и последующую штамповку деталей на гидравлических прессах. Полунепрерывный способ изготовления слитков является наиболее производительным и экономичным в заготовительном литье алюминиевых сплавов [2]. Еще в 70-80 годы ХХ века в области непрерывного литья алюминиевых сплавов появились работы, посвященные металлургии жидкого металла, технологии литья слитков различной формы, улучшению их качества, формированию структуры слитка и образованию дефектов и др. для сплавов различных систем (АМг2 – АМг-5; Д16, Д20, АК4, АК8, В95, АМц ) [3-4]. Позднее количество работ в этой области значительно увеличилось[5-7]. В настоящее время, преимущественно, для тяжелонагруженных ДВС используют легированные заэвтектические силумины. Работ, выполненных в области технологии производства, формирования структуры и свойств слитков из заэвтектических силуминов выполнено недостаточно. Несмотря на это, можно отметить некоторые из них в области исследования структуры слитков из силуминов эвтектического и заэвтектического состава, механических и физических свойств, оптимизации технологических параметров литья, разработки новых технологических решений при литье слитков [8-15]. Получение же высококачественной деформированной поршневой заготовки зависит от структуры слитка, а для заэвтектических силуминов – в первую очередь от количества, распределения, размеров и формы кристаллов первичного кремния (КПК). В связи с этим целью настоящей работы являлось изучение