Obrabotka Metallov 2013 No. 1

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 1 (58) 2013 86 ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ФЦП УДК 620.181.4 ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ОКСИДНОГО СОСТАВА И ТЕМПЕРАТУРЫ НА КОЭФФИЦИЕНТ ТЕРМИЧЕСКОГО РАСШИРЕНИЯ СИНТЕТИЧЕСКИХ МИНЕРАЛЬНЫХ СПЛАВОВ* М.Н. ИГНАТОВ, доктор техн. наук, профессор А.М. ИГНАТОВА, канд. техн. наук, ассистент А.О. АРТЕМОВ, аспирант ( ПНИПУ, г. Пермь ) А.Ю. ЧУМАЧЕНКО, аспирант Л.И. ШЕВЦОВА, аспирант ( НГТУ, г. Новосибирск ) Статья поступила 29 января 2013 года Артемов А.О. – 614000, Пермский край, г. Пермь, Комсомольский проспект, д. 29, ФГБОУ ВПО “Пермский национальный исследовательский политехнический университет”, e-mail: artemoff87@mail.ru Работа посвящена исследованию влияния оксидного состава и температуры на коэффициент термическо- го расширения синтетических минеральных сплавов (симиналов). Определено влияние концентрации компо- нентов симинала на КТР. Показаны рекомендуемые температуры эксплуатации изделий из каменного литья. Ключевые слова: дилатометрия, синтетические минеральные сплавы, термический анализ, каменное литье, коэффициент термического расширения, оксидный состав, структурные изменения. _______________ * Работа выполнена в рамках ФЦП « Научные и научно-педагогические кадры инновационной России » на 2009–2013 годы, соглашение № 14.В37.21.2065. При получении камнелитых отливок из син- тетических минеральных сплавов (симиналов) важной проблемой является трещинообразова- ние [1]. Особенно это существенно для комбини- рованных отливок симинал–симинал, симинал– металл, а также для паянных соединений из симиналов и при нанесении цветных и функцио- нальных покрытий на их поверхность [2]. Для снижения вероятности трещинообразования не- обходимо свести к минимуму коэффициент тер- мического расширения (КТР) симиналов. Управ- лять величиной КТР представляется возможным посредством управления соотношением кри- сталлической и стекловидной фазы в структуре материала, что, в свою очередь, осуществимо при изменении оксидного состава материала. Из практики известно [3], что КТР оксидных спла- вов определяется суммой КТР отдельных мине- ральных составляющих и их долей в структуре. Это обстоятельство легло в основу исследований влияния отдельных составляющих на КТР сими- налов (каменное литье). Настоящая работа рассматривает влияние ок- сидного состава и температуры на КТР симина- лов (каменное литье). В качестве базового состава симинала на основе литейно-технологических и материало- ведческих исследований методом оптимизации был получен сплав следующего состава, %: SiO 2 – 37,0; Al 2 O 3 – 14,0; CaO – 11,3; FeO – 5,8; Fe 2 O 3 –9,9;MgO–10,8;MnO–0,3;K 2 O+Na 2 O –1,5; TiO 2 – 0,1. КТР у симинала данного состава со- ставляет 5·10 -6 град –1 [4], данный материал ис- пользуется для получения простых и фасонных отливок, работающих в условиях резких перепа- дов температур. С помощью известных методов планирова- ния экспериментов [5] определяли влияние каж-