Зміна сруктури та властивостей алюмінієвих сплавів при модифікуванні порошковими композиціями

Abstract

UK: Мета роботи. Встановити вплив модифікування порошковими композиціями на структуру та механічні властивості ливарних та деформованих алюмінієвих сплавів. Методи дослідження. Металографічний аналіз, стеріометрична металографія, випробування міцносних та пластичних властивостей, ливарних сплавів АЛ4, АЛ4С системи Al-Si та деформованих сплавів 1545 системи Al-Mg-Sc, 2219 системи Al-Cu-Mn у вихідному та модифікованому стані. Отримані результати. Проведені плавки сплавів АЛ4, АЛ4С, 1545, 2219 у вихідному стані та з обробкою розплавів комплексним нанодисперсним модифікатором силіциду магнію Mg2Si і карбіду кремнію SiC з розміром часток від 50…100 нм. Визначено оптимальний вміст Mg2Si+SiC (0,10 %) для підвищення σ0,2 алюмінієвих сплавів. Досягнуто подріблення зеренної структури литих сплавів у 1,6 рази. Встановлено залежності розміру частинок та кількості модифікатора на механічні властивості сплавів. У промислових експериментах встановлено найбільш ефективний розмір часток Mg2Si+SiC для підвищення σ0,2 сплаву АЛ4, АЛ4С з 115 до 135 МПа у литому стані. Підвищення міцносних властивостей модифікованих сплавів складає 18 % в порівняні з вихідним станом. Наукова новизна. Отримано подальший розвиток, уявлення про вплив модифікування розплавів на параметри структури та властивостей алюмінієвих сплавів. Запропоновано використання нанодисперсного комплексного модифікатора Mg2Si+SiС з розміром часток 50…100 нм. Підтверджено, що використання комплексних нанодисперсних модифікаторів дозволяє активно впливати на структуру та механічні властивості алюмінієвих сплавів. Практична цінність. Експериментально доведено, що раціональна кількість введеного комплексного модифікатора складає 0,10 % від маси розплави. Досягнуто значне подрібнення зеренної структури та підвищення міцносних властивостей ливарних та деформованих алюмінієвих сплавів в результаті модифікування. EN: Purpose. To determine the effect of modification with powder compositions on the structure and mechanical properties of cast and deformed aluminium alloys. Research methods. Metallographic analysis, stereometric metallography, testing of strength and plastic properties of cast alloys AL4, AL4C of the Al-Si system and deformed alloys 1545 of the Al-Mg-Sc system, 2219 of the Al-Cu-Mn system in their original and modified state. Results. Meltings of AL4, AL4C, 1545, 2219 alloys were carried out in the initial state and with melt treatment with a complex nano-disperse modifier of magnesium silicide Mg2Si and silicon carbide SiC with a particle size of 50...100 nm. The optimal content of Mg2Si+SiC (0.10%) for increasing σ0.2 of aluminium alloys was determined. A 1.6-fold reduction in the grain structure of cast alloys was achieved. The dependence of the particle size and the amount of the modifier on the mechanical properties of the alloys was established. In industrial experiments, the most effective particle size of Mg2Si+SiC was established for increasing σ0.2 of AL4, AL4C alloy from 115 to 260 MPa in the as-cast state. The increase in the strength properties of the modified alloys is 44 % compared to the original state. Scientific novelty. Further development, insight into the influence of melt modification on the parameters of the structure and properties of aluminium alloys was obtained. The use of nanodispersed complex modifier Mg2Si+SiС with a particle size of 50...100 nm is proposed. It has been confirmed that the use of complex nanodisperse modifiers allows you to actively influence the structure and mechanical properties of aluminium alloys. Practical value. It has been experimentally proven that the rational amount of the introduced complex modifier is 0.10 % of the mass of the melt. A significant grinding of the grain structure and an increase in the strength properties of cast and deformed aluminium alloys were achieved as a result of the modification.