Actual Problems in Machine Building 2020 Vol. 7 No. 1-2

Актуальные проблемы в машиностроении. Том 7. № 1-2. 2020 Материаловедение в машиностроении __________________________________________________________________ 145 УДК 669.715: 621.74.047 УПРОЧНЕНИЕ ЗЕМЛЯНЫХ ОТЛИВОК ИЗ БИНАРНЫХ ЗАЭВТЕКТИЧЕСКИХ СИЛУМИНОВ 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 Исследована возможность улучшения структуры и механических свойств земельных отливок из бинарного заэвтектического силумина Al-20 % Si за счет оптимизации модифицирующего состава и параметров обработки расплава. Установлено, что введение в модифицирующий состав на основе фосфор- и кислородсодержащих веществ (фосфористая медь, оксиды железа) рафинирующего реагента (хлорида марганца) несколько уменьшает эффективность его воздействия на первичные кристаллы β-Si. Однако значительное снижение газовой пористости в отливках из заэвтектического силумина позволяет повысить их временное сопротивление разрыву на 15÷27 % по сравнению со свойствами модифицированного силумина. Ключевые слова: заэвтектический силумин, отливка, структура, кристаллы первичного кремния, эвтектика, упрочнение. Введение Одними из самых распространенных алюминиевых сплавов являются сплавы на основе системы Al-Si с довольно широким диапазоном содержания кремния. При повышении содержания кремния в составе силуминов в их структуре увеличиваются размер и количество выделений эвтектического и первичного кремния. Поэтому при производстве слитков и фасонных отливок на заготовительных и литейных заводах цветной металлургии необходимой операцией является модифицирование расплава. Причем технология обработки расплава зависит от химического состава силумина и способа его производства [1, 2]. Для диспергирования эвтектики (Al+Si) и измельчения первичных кристаллов β-Si в структуре силуминов разработано большое количество модификаторов различного состава и действия [3-19]. При изготовлении деталей из заэвтектических силуминов методом литья в одноразовые песчано-глинистые (земляные) формы в структуре отливок присутствуют значительно более грубые кристаллы первичного кремния (КПК) и выделения эвтектики (Al+Si), что объясняется более малой скоростью кристаллизации жидкого металла по сравнению с полунепрерывным и кокильным методами литья. Для заэвтектических силуминов одним из наиболее эффективных модификаторов являются комплексные составы на основе фосфор-, водород- и кислородсодержащих реагентов – фосфидов, оксидов и других соединений некоторых металлов [19-22]. Применение данных комплексных модификаторов рекомендуется для способов литья, которые характеризуются высокими скоростями кристаллизации. Прежде всего, это полунепрерывное литье слитков и кокильное литье. Так, в первом случае при изготовлении полунепрерывных слитков скорости