Obrabotka Metallov 2009 No. 1

плавление расчетного количества алюминия, введение ле- гирующих добавок, наводороживание, модифицирование, отстаивание металла, снятие шлака, заливка. Температура заливки составляла 700 … 730 °С. Расплав заливали из фу- терованного ковша в стальной кокиль в виде трубы, состоя- щей из двух половин, соединение между которыми выпол- нено в виде замка для устранения пролива металла в месте стыка. Размерыслитка соответствовали следующим значе- ниям: диаметр 190 мм, высота 500 … 550 мм, вес 32 … 40 кг. Особенности строения и свойства слитков . Изучение микроструктуры слитков проводили на металлографических образцах, приготовленных из поперечных темплетов, выре- занных на высоте 50 мм от дна слитка. Методика приготовле- нияшлифовнаряду смеханическойшлифовкойиполировкой включала электролитическую полировку при 80 °С в течение 40 с и травление в реактиве Келлера в течение 1мин. Установлено, что микроструктура сплавов в литом со- стоянии после обработки расплава влажным асбестом, обеспечивающей необходимое содержание водорода, неоднородна по сечению слитка. Можно выделить три характерные зоны: – центральная – состоит из размодифицированной игольчатой эвтектики, участков α -твердого раствора сложного состава (о чем свидетельствует их неоднород- ная повышенная травимость) и редко расположенных кристаллов первичного кремния; – промежуточная, периферийная – состоит из более модифицированной эвтектики, дендритов α -твердого раствора и кристаллов кремния, количество которых за- метно больше, чем в центральной зоне; – поверхностная – представляет собой грубокристал- лический ободок шириной 3–5 мм, который обычно при принятой в настоящее время технологии изготовления изделий из труднодеформируемых сплавов деформаци- ей (прессование, штамповка) в формировании структуры заготовок не участвует, так как он удаляется при подго- товке поверхности слитка (обдирка) с целью устранения поверхностных дефектов. В табл. 2 показаны механические свойства и ко- эффициент линейного расширения сплавов в литом состоянии. Видно, что, несмотря на структурные от- личия периферийной и центральной части слитков, твердость их различается незначительно и составляет 840 … 1020МПаи813 … 1006МПасоответственно.Времен- ноесопротивлениеразрывусплавовнаходитсявпределах 80 … 153МПа. Средние значения коэффициента линейно- го расширения, определяемого в интервале 50 … 150 °С, составляют (17.2 … 19.0)·10 -6 град -1 , а в интервале 150 … 450 °С – (15.9 … 21.2)·10 -6 град -1 соответственно. Деформация литых сплавов . После механической об- работки (удаление литой поверхности, шлифовка, резка на заготовки) слитки подвергали горячей пластической деформации (свободная ковка с суммарной степенью де- формации 94 %). Ковку сплавов проводили на пневмати- ческом молоте с массой бойка 150 кг. Перед ковкой прово- дили отжиг слитков для гомогенизации структуры и снятия остаточных напряжений. При отжиге происходит частичное устранение неоднородности состава сплава посредством диффузии и коагуляция выделений кремнистой фазы. Это позволяет облегчить проведение пластической деформа- Т а б л и ц а 2 Физико-механические свойства сплавов в литом состоянии (слитки диаметром 190 мм) Сплав НВ, МПа σ В , МПа Коэффициент линейного расширения, α·10 -6 , град -1 , при температуре, ˚С периферия центр 50 100 150 200 250 300 350 400 450 1 873 853 153 17.4 18.9 19.7 20.5 21.0 22.5 22.3 20.1 18.0 2 840 913 148 17.1 18.8 19.5 20.0 19.8 20.7 21.0 19.5 16.9 3 1020 1006 125 18.1 19.2 19.7 19.8 20.1 20.4 21.5 21.1 20.4 4 986 928 137 17.9 19.2 20 20.7 21.5 21.9 22.6 21.9 19.8 5 980 876 124 18.1 16.9 15.8 16.1 16.3 19.0 19.3 16.6 18.86 6 943 941 86 17.4 18.4 19.3 19.8 19.8 20.2 20.5 20.7 18.3 7 958 950 80 17.6 18.9 19.7 20.3 20.5 20.9 21.2 20.5 19.8 Т а б л и ц а 3 Физико-механические свойства сплавов в деформированном состоянии (ковка, ε = 94 %) Сплав Механические свойства Коэффициент линейного расширения α·10 -6 , град -1 , при температуре, °С σ В , МПа δ, % ψ, % 50 100 150 200 250 300 350 400 450 1 245 7.5 14.2 18.0 18.9 20.2 22.2 23.1 24.3 18.8 19.0 17.7 2 227 5.7 13.1 19.6 20.0 19.7 20.0 20.3 20.7 20.3 16.9 20.6 4 306 7.2 13.4 15.5 18.2 19.1 19.8 20.5 22.9 22.3 17.3 21.8 5 291 5.8 10.3 18.5 19.4 19.5 19.8 20.1 19.8 18.8 20.5 17.6 ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ ТЕХНОЛОГИЯ № 1 (42) 2009 9