Influence of melt processing with electromagnetic acoustic fields on the structure and properties of Al–Si system alloys

Abstract

Самарский государственный технический университет (СамГТУ) Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», г. Москва Статья поступила в редакцию 21.09.15 г., подписана в печать 06.10.15 г. Выполнены исследования по влиянию обработки расплавов электромагнитными акустическими полями на структуру и свойства двойных сплавов Al-12%Si и Al-20%Si. В процессе экспериментов варьировали частоту электромагнитного поля, наводимого в петле-антенне: 500, 1000 и 2000 кГц. Обработку расплавов проводили после их дегазации и рафинирования. Установлено, что данный способ обработки расплавов обуславливает сокращение общего времени приготовления сплавов в среднем на 12 %. Кратковременная обработка расплавов электромагнитными акустическими полями способствует измельчению основных фазовых составляющих сплавов и повышению их механических свойств. При обработке эвтектического сплава Al-12%Si с частотой 500 кГц наблюдалось измельчение дендритов α-Al (с 30 до 22 мкм) и кристаллов эвтектического Si (с 13 до 10 мкм). При обработке заэвтектического сплава Al-20%Si с частотой 1000 кГц кристаллы эвтектического Si уменьшались с 8 до 5 мкм, первичного Si -с 90 до 62 мкм. При указанных режимах обработки эвтектического сплава Al-12%Si предел прочности при растяжении увеличился на 13 %, относительное удлинение -на 17 %; у заэвтектического сплава Al-20%Si те же показатели повысились на 9 и 65 % соответственно. На основании проведенных исследований сделан вывод о том, что выбор параметров обработки расплавов системы Al-Si электромагнитными акустическими полями должен обуславливаться содержанием кремния в сплаве. С увеличением концентрации кремния необходимо обрабатывать расплав волнами с большей частотой колебания. Указанный способ обработки позволяет получать модифицированную мелкокристаллическую структуру сплавов и, как следствие, вызывает повышение их механических свойств. Он может быть успешно использован при получении мелкокристаллических лигатур и в производстве сплавов системы Al-Si. Для определения оптимальных параметров обработки в зависимости от структуры исходной шихты и природы сплавов требуются дополнительные исследования. Ключевые слова: электромагнитные акустические поля, сплавы системы Al-Si, твердожидкий сплав, диспергирование кремния, микроструктура, механические свойства. Тимошкин И.Ю. -канд. техн. наук, доцент кафедры литейных и высокоэффективных технологий СамГТУ Для цитирования: Тимошкин И.Ю., Никитин К.В., Никитин В.И., Деев В.Б. Влияние обработки расплавов электромагнитными акустическими полями на структуру и свойства сплавов системы Al-Si // Изв. вузов. Цвет.

Функциональные Возможности Электромагнитно-Акустических Преобразований В Токовом Режиме В Металлическом Расплаве

“…Поэтому для металлического расплава изучение соответствующей проблемы находится в инкубационном состоянии. Ее анализ ограничивается (судя по публикациям) решением отдельных задач [1][2][3][4][5][6][7], основная цель которыхобозначить некоторые явления на отдельных этапах ЭМАП. При этом расплав нагружается или индуктором [1][2][3][4], или пропусканием тока непосредственно через расплав [5,6].…”

“…Ее анализ ограничивается (судя по публикациям) решением отдельных задач [1][2][3][4][5][6][7], основная цель которыхобозначить некоторые явления на отдельных этапах ЭМАП. При этом расплав нагружается или индуктором [1][2][3][4], или пропусканием тока непосредственно через расплав [5,6]. Формируемые при этом эффекты в основном поясняются только косвенно действием акустических возмущений.…”