Actual Problems in Machine Building 2015 No. 2

Актуальные проблемы в машиностроении. 2015. №2 Материаловедение в машиностроении ____________________________________________________________________ 445 УДК 669.716:621.745 ПРИМЕНЕНИЕ ОБРАБОТКИ КАРБОНАТАМИ КАЛЬЦИЯ И МАГНИЯ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ СВОЙСТВ ТЕХНИЧЕСКОГО АЛЮМИНИЯ * М.В. ПОПОВА, доктор техн. наук, профессор А.Н. ПРУДНИКОВ, доктор техн. наук, профессор М.А. МАЛЮХ, соискатель (СибГИУ, г. Новокузнецк) Попова М.В. – 654007, г. Новокузнецк, ул. Кирова, 42, Сибирский государственный индустриальный университет, e-mail: m.popova@rdtc.ru Приведены результаты исследований влияния обработки расплава карбонатами кальция и магния и условий кристаллизации отливок на температурный коэффициент линейного расширения (ТКЛР) алюминия. Показано влияние последующей термообработки на изменение теплового расширения алюминия. Отмечено, что за счет подбора оптимального режима обработки расплава и кристаллизации можно добиться снижения ТКЛР алюминия А7 при низких и средних температурах испытания. Последующее старение обработанных образцов стабилизирует ТКЛР. Установлено, что за счет обработки расплава карбонатами кальция и магния можно значительно снизить ТКЛР алюминия технической чистоты до значений, характерных для сплавов Al–11 % Si. Ключевые слова: алюминий, температурный коэффициент линейного расширения, термообработка, расплав, доломит. Введение Алюминий и сплавы на его основе широко применяются в промышленности, особенно в аэрокосмической, и интерес к ним постоянно растет [1]. Малая плотность позволяет уменьшить вес деталей и конструкций и оптимизировать их служебные свойства [2]. Однако наряду с многими ценными свойствами, такими как малый удельный вес, высокая коррозионная стойкость, высокая электро- и теплопроводность, алюминий имеет высокую склонность к изменению размеров при нагреве [3]. Для разработки легких алюминиевых сплавов с низким температурным коэффициентом линейного расширения (ТКЛР, α) представляет интерес изучение особенностей теплового расширения технического алюминия А7, на котором обычно выплавляются алюминиевые сплавы. Традиционный путь уменьшения ТКЛР алюминия – легирование элементами, имеющими α меньше, чем у него – никелем, хромом, медью и, чаще всего, кремнием. Для существенного снижения ТКЛР до значений (15 ÷ 18)·10 -6 град -1 необходимо вводить эти элементы в количестве, многократно превышающем их равновесный предел растворимости в твердом алюминии. Это ведет к появлению в структуре сплавов грубых частиц хрупких интерметаллидов, и, следовательно, к снижению прочности и пластичности. Поэтому целью данной работы является исследование возможности снижения ТКЛР алюминия путем обработки расплава и последующей термообработки. Ранее авторами отмечалось, что алюминий имеет низкий ТКЛР при отрицательных температурах, что говорит о принципиальной возможности получения у чистого алюминия * Работа выполнена под руководством профессора В.К. Афанасьева