One of the major aims of the modern materials foundry industry is the achievement of advanced mechanical properties of metals, especially of light non-ferrous alloys such as aluminum. Usually an alloying process is applied to obtain the required properties of aluminum alloys. However, the presented work describes an alternative approach through the application of vibration treatment, modification by ultrafine powder and a combination of these two methods. Microstructural studies followed by image analysis revealed the refinement of α-Al grains with an increase in the Si network area around them. As evidence, the improvement of the mechanical properties of Al casting alloy was detected. It was found that the alloys subjected to the vibration treatment displayed an increase in tensile and yield strengths by 20% and 10%, respectively.

Abstract:In recent years, improving the mechanical properties of metals has become the main challenge in the modern materials and metallurgical industry. An alloying process is usually used to achieve advanced performance of metals. This paper, however, describes an alternative approach. Modification with ceramic nanoparticles, gas-dynamic treatment (GDT) and a combined treatment were investigated on a hypoeutectic Al-Si A356 alloy. Microstructural studies revealed the refinement of coarse α-Al grains and the formation of distributed eutectic Si particles. Subsequent testing of the mechanical properties revealed improvement after applying each of the treatments. The best results were obtained after modification with TiCN nanoparticles followed by GDT; the tensile strength and elongation of the A356 alloys increased by 18% and 19%, respectively.

No abstract

The results of analytical studies of the use of modern modifiers for secondary aluminum alloys, which affect the structure of the metal of castings and allow to obtain the necessary physical and mechanical characteristics. It is shown that modifiers influencing the size of the primary grain and the shape of eutectic silicon inclusions are of the greatest interest for the production of castings from secondary silumins. It is shown that according to modern ideas the structure of the metal melt is not homogeneous. In some temperature range, complete mixing of atoms does not occur, and microregions with a short-range structure characteristic of the crystalline phase appear. These formations are called differently: atomic groups, clusters, clots, islands, complexes of atoms, clusters, etc. In the last decade, ultrafine powders of chemical compounds (nanopowders), which act as additional crystallization centers during primary crystallization, have become increasingly used as modifiers of cast alloys.

Об'єктом дослідження є сплав АК7, що піддається комплексній дії вібрації та модифікування в процесі виробництва циліндричних заготовок способом лиття в кокіль. Одним з найбільш проблемних місць є визначення раціональних режимів впливу технологічних факторів на сплав, що забезпечують задоволення заданого рівня властивостей за умов їх конкуруючої природи. В ході дослідження використовувалися методи регресійного аналізу та визначалися за перспективні методи дисперсійного аналізу для підвищення точності висновків. Зокрема, наведено результати регресійного аналізу даних експериментально-промислових досліджень технології віброобробки з частотою 100-150 Гц з додатковим вводом у розплав ультрадисперсного модифікатору. Отримано результати, що стосуються підтвердження гіпотези щодо значущості впливу модифікатора на підвищення механічних властивостей сплаву: НВ, σ 0.2 , σ s , δ s , ψ. Це важливо, бо намагання підвищити властивості сплаву використанням комбінованих технологічних рішень незмінно викликає витрати енергії та матеріальних ресурсів. Завдяки цьому забезпечується можливість енерго-та ресурсозаощаджень в технологічному процесі. Отримані результати показали, що використання модифікування як додаткової складової технологічного процесу підвищую лише ψ, але зменшує НВ та σ s. В діапазоні частоти вібрації 100-140 Гц модифікування позитивно впливає на σ 0.2 , підвищення ж частоти вище цієї величини призводить до погіршення результату. Зворотній ефект спостерігається відносно δ s-з підвищенням частоти вібрації понад 140 Гц модифікування підвищує цю характиристику сплаву, в діапазоні 100-140 Гц введення модифікатора можна вважати не обгрунтованим. Таким чином, встановлено, що модифікування неоднозначно впливає на властивості сплаву, тому для вибора раціонального технологічного режиму потрібне вирішення компромісної задачі. Це пов'язано з виявленим фактом конкуруючих властивостей. Запропоновано для уточнення отриманих результатів використати методи дисперсійного аналізу. Ключові слова: технології віброобробки, вплив модифікування, сплав АК7, регресійний аналіз, дисперсійний аналіз.