Obrabotka Metallov 2014 No. 2

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 2 (63) 2014 107 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ УДК 669.715.046.516.4 ВЛИЯНИЕ ОБРАБОТКИ РАСПЛАВА НА ПАРАМЕТРЫ МИКРОСТРУКТУРЫ И ТЕПЛОВОЕ РАСШИРЕНИЕ СИЛУМИНОВ С РАЗЛИЧНЫМ СОДЕРЖАНИЕМ КРЕМНИЯ М.В. ПОПОВА, доктор техн. наук, профессор Н.В. КИБКО, соискатель ( СибГИУ, г. Новокузнецк ) Поступила 12 февраля 2014 Рецензирование 15 апреля 2014 Принята к печати 18 апреля 2014 Попова М.В. – 654007, г. Новокузнецк, ул. Кирова, 42, Сибирский государственный индустриальный университет, e-mail: m.popova@rdtc.ru Проведено исследование влияния обработки шихты и расплава на параметры микроструктуры и темпера- турный коэффициент линейного расширения доэвтектических, эвтектических и заэвтектических силуминов. Использованы следующие способы обработки расплава: наводороживание влажными асбестовыми тампо- нами, продувка воздухом, продувка водородом, кипячение в щелочном растворе. Дополнительно проведена продувка шихтового кремния воздухом. Установлено, что обработка шихты и расплава по изученным режи- мам способствует модифицированию структуры, увеличению объемной доли эвтектики и снижению темпе- ратурного коэффициента линейного расширения силуминов. Обработка расплава приводит к уменьшению размера дендритных ветвей сплавов Al-3 % Si, Al-5 % Si и Al-15 % Si и диспергированию кремния в составе эвтектики силуминов эвтектического и заэвтектического состава. Наиболее эффективное влияние обработки расплава на снижение температурного коэффициента линейного расширения и уменьшение аномалии тепло- вого расширения наблюдается для доэвтектических силуминов с содержанием кремния в количестве 3 и 5 %. Ключевые слова: силумины, обработка расплава, водород, микроструктура, температурный коэффици- ент линейного расширения. Введение Применение сплавов на основе системы Al- Si в промышленности как конструкционных ма- териалов, а также в виде сплавов специального назначения во многом определяется параметра- ми их микроструктуры. Кремний, введенный в расплав, уже в количестве 6-7 % склонен к лик- вации и образованию первичных выделений кремнистой фазы, как правило, в виде крупных частиц. Поэтому свойства сплавов Al-Si зависят не только от их химического состава, но и от раз- меров, формы и характера распределения частиц кремнистой фазы. Для сплавов Al-Si обязательной технологи- ческой операцией является модифицирование как метод улучшения структуры и механических свойств. В настоящее время разработано боль- шое количество способов модифицирования силуминов: использование натрийсодержащих смесей, введение модификаторов в виде солей и лигатур, фосфорсодержащих соединений, кис- лородсодержащих реагентов, добавок и приса- док на основе высокодисперсных компонентов. Одни модификаторы лучше измельчают эвтекти- ческий кремний, другие – первичные кристаллы кремнистой фазы. Эффективными модификато- рами эвтектики являются поверхностно-актив- ные вещества, прежде всего, натрий, а также литий, калий и кальций, хотя их действие зна- чительно слабее, чем натрия [1]. Однако в более поздних исследованиях показано, что стронций по сравнению с натрием не только обеспечи- вает повышение прочностных и пластических