Повышение механических свойств алюминиевых сплавов путем применения гранулированных материалов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.16.04, кандидат технических наук Коновалов, Юрий Иванович

• Коновалов, Юрий Иванович
• кандидат технических наук
• 1984

Оглавление диссертации кандидат технических наук Коновалов, Юрий Иванович

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ;.

1.1. Физико-химдоеские основы упрочнения алюминиевых сплавов.

1.2. Влияние основных легирующих элементов на свойства промышленных алюминиевых литейных сплавов . уз

1.3. Влияние микролегирующих элементов на свойства алюминиевых литейных сплавов и форму интерметал-лидных фаз . /

1.4. Влияние скорости охлаждения на свойства алюминиевых сплавов

1.5. Гранулирование - как литейный процесс. Некоторые особенности формирования гранул.

1.6. Влияние структуры лигатур на качество промышленных сплавов.

2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Методика приготовления сплавов.

2.2. Установка для получения гранул. Методика получения гранул из алюминиевых сплавов.

2.3. Методика определения скорости охлаждения лигатурных сплавов. 4 ^

2.4. Методика определения электросопротивления

2.5. Методика определения механических свойств гранулированных сплавов.

2.6. Методика определения газонасыщенности гранулированных сплавов.

3. ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ГРАНУЛИРОВАНИЯ НА

РАЗМЕР И ГАЗОНАСЫЩЕННОСТЬ ГРАНУЛ.

3.1. Влияние технологических параметров гранулирования. на размер гранул.

3.2. Влияние физико-химических свойств сплавов на раз-. мер гранул.

3.3. Влияние химического состава и температуры перегрева на газонасыщенность гранулированных сплавов . . <

4. ВЛИЯНИЕ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА И СКОРОСТИ ОХЛАЖДЕНИЯ НА

СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА ГРАНУЛИРОВАННОГО СПЛАВА АК5М2 . . 68 4.1. Структура и свойства сплава АК5М2 с повышенным содержанием железа и магния.

4.2. Влияние содержания магния на структуру и свойства изделий из гранулированного сплава АК5М2.7</

4.3. Влияние содержания железа на структуру и свойства изделий из гранулированного сплава АК5М2 . ВА

4.4. Влияние содержания магния и железа на структуру и свойства изделий из гранулированного сплава АК5М

5. СТРУКТУРА И СВОЙСТВА СПЛАВОВ, ЛЕГИРОВАННЫХ ТУГОПЛАВКИМИ

МЕТАЛЛАМИ С ПОМОЩЬЮ ГРАНУЛИРОВАННЫХ ЛИГАТУР.

5.1. Выбор легирующих элементов для компенсации вредного влияния железа на механические свойства алюминиевых сплавов.

5.2. Легирование вторичного алюминиевого литейного сплава АК7 гранулированными лигатурами тугоплавких металлов.Щ

5.3. Шдифицирование алюминиевых литейных сплавов гранулированными лигатурами ^-Т» и /11-2г . -/

5.4. Влияние скорости охлаждения на структуру лигатурных сплавов алюминия с тугоплавкими металлами . . -/

6. ПРОМЫШЛЕННОЕ ОПРОБОВАНИЕ И В1ЩРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

ИССЛЕДОВАНИЙ. { основные вывода.№ литература.МО

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение механических свойств алюминиевых сплавов путем применения гранулированных материалов»

В "Основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1981-1985 годы и на период до 1990 года" говорится, что: "Повышение качества металлопродукции - это часть более общей проблемы коренных сдвигов в области конструкционных материалов. В их балансе будет расти доля алюминия, других цветных металлов.". Для решения этой проблемы необходимо ".создавать и внедрять в производство принципиально новые технику и материалы, прогрессивную технологию". Особое внимание в "Основных направлениях" уделяется вопросам, связанным с улучшением использования металлолома, более широкому вовлечению его в хозяйственный оборот.

Дальнейшее улучшение качества и надежности деталей, обеспечение более рационального использования сырьевых ресурсов относятся к числу важнейших задач, выдвинутых перед металлургами и машиностроителями ХХУ1 съездо'м КПСС. Решение этих задач связано с повышением свойств конструкционных материалов, в том числе и литейных алюминиевых сплавов, более полным и рациональным использованием вторичных сплавов.

Повышение свойств литейных алюминиевых сплавов и деталей из них требует совершенствования технологии производства отливок, более широкого использования многокомпонентного легирования, применения новых технологических процессов. В настоящее время все большее распространение получает микролегирование, позволяющее значительно повышать свойства сплавов. Микролегирование может быть как самостоятельным процессом изменения свойств сплава, так и вспомогательным, когда основные легирующие элементы не обеспечивают необходимых характеристик сплава.

Качество готовых отливок во многом зависит от качества исходных шихтовых материалов и особенно лигатур. Приготовление качественных лигатурных сплавов может служить источником экономии материалов. Особое внимание заслуживает приготовление алюминиевых лигатур с тугоплавкими металлами. Тугоплавкие металлы обладают очень низкими диффузионными способностями в алюминии, что осложняет процесс приготовления лигатур, введение их в сплавы, препятствует равномерному распределенто по объему отливки и приводит к выделению их в грубой форме в виде крупных интерметаллидов. Все это в совокупности не позволяет в полной мере использовать положительное влияние тугоплавких металлов на свойства алюминиевых литейных сплавов.

Использование высоких скоростей охлаждения при приготовлении лигатур алюминия с тугоплавкими металлами будет способствовать измельчению интерметаллидов, более равномерному распределению легирующих компонентов по объему отливок и тем самым повышать качество готового продукта.

Источником экономии первичных металлов может явиться использование вторичных сплавов, если они будут обладать свойствами, не уступающими первичным сплавам. Низкие свойства вторичных алюминиевых сплавов в основном определяются наличием большого числа примесей и особенно железа. Кроме того, при выплавке этих сплавов на заводах вторичных цветных металлов в шихту попадает лом деформированных сплавов, содержащих значительное количество магния, повышенное содержание которого приводит к потере: свойств сплавов системы . Увеличение содержания магния и железа приводит к образованию интерметаллидов с их участием, которые, выделяясь в неблагоприятной форме (в виде грубых игл, пластин) и большом количестве, снижают свойства сплавов. Введение микродобавок, влияющих на морфологию интерметаллидов магния и железа, не всегда дает положительные результаты, т.к. сплавы уже насыщены легирующими компонентами. Использование высоких скоростей охлаждения при приготовлении таких сплавов позволит уменьшить размеры интерметаллидов железа и магния и тем самым нейтрализует их вредное влияние на свойства сплавов.

Перспективным способом получения высоких скоростей охлаждения является центробежное гранулирование с охлаждением готового продукта в кольце вращающейся воды. Данный способ обладает рядом преимуществ: довольно высокая производительность (до 1000 кг/ч) процесса; компактность и непрерывность действия установки; возможность регулирования размеров гранул в широком диапазоне. Центробежное гранулирование с охлаждением гранул в воде позволяет достичь скоростей охлаждения 10^-10^ °С/с, что является одним из основных его преимуществ.

Использование высоких скоростей охлаждения при подготовке шихтовых материалов и самих алюминиевых литейных сплавов для повышения их механических свойств является целью настоящей работы.

I. состоят® вопроса

1.1. Физико-химические факторы, влияющие на упрочение алюминиевых сплавов

Основными легирующими компонентами литейных алюминиевых сплавов являются: кремний, магний, медь, цинк, марганец. в последнее время разрабатываются сплавы с литием. Широкое применение этих элементов в качестве легирующих обусловлено тем, что они имеют большую, чем другие элементы растворимость в алюминии, достаточно высокий критерий распределения, сравнительно дешевы и обеспечивают необходимые технологические свойства сплавам. Б.Б.Гуляев в работе /I/ с позиций синтеза сплавов дает классификацию всех элементов таблицы Д.И.Менделеева по их воздействию на алюминиевые сплавы. Согласно этой классификации, все элементы по отношению к алюминию делятся на основные, вспомогательные легирующие и вредные пр игле си. Условием принадлежности элементов к той или иной группе является влияние на прочность в зависимости от растворимости. На рис. 1.1 показано распределение в периодической системе всех групп элементов по их отношению к алюминию. в число основных легирующих добавок вошли 8 элементов, но экономически целесообаз-но использование только кремния, магния, меди и цинка, которые и применяются широко в технических сплавах алюминия. в число вспомогательных вошли элементы, малые добавки которых значительно изменяют свойства сплавов.

Среди них находится и марганец, который входит в состав почти половины литейных алюминиевых сплавов в качестве основного компонента, но его концентрация не превышает 1,0$. К вредным примесям отнесены элементы, которые имеют очень низкий критерий распределения и скапливаются по границам зерен. Это Ре , 0 , Я и др. Остальные элементы практически не взаимо I — Основные легирующие злементы г—1

IJ — Вспопоеательные легирующие злементы

0 — Экономически целесообразные добавки

1 I — Экономически и технически целесообразные Йобабпи X — вредные примеси

- Примеси, обычно встречающиеся в данной основе

Л - Модификаторы Г

СЭ

5С [л]

V №

Сг

Мп

МО

Тс йи

Я" !>< [ М Та W йе 0;; Аи | Нд п |

РЬ

Не

И "И1 с | р N6

А ® 0 ® Р Б С1 Аг

6а бе к Вг Кг

Ад са 10! Те I Хе

1 — -•а '

Ро Яп I

Рис. 1.1. Выбор легирующих добавок и определение вредных примесей для сплавов алюминия (Б.Б.Гуляев). действуют с алюминием.

Химические составы применяемых алюминиевых литейных сплавов сложились уже давно и включены в ГОСТ 2685-75. Однако работы по улучшению свойств сплавов за счет легирования продолжаются. Широко исследуются возможности многокомпонентного легирования, микролегирования и модифицирования. Обобщая тлеющиеся теоретические и экспериментальные данные /2/, можно сделать вывод, что упрочнение алюминиевых сплавов при легировании в первом приближении можно рассматривать как функцию концентрации легирующих элементов.

Хорошо известно, что прочность сплавов связана с плотностью дефектов кристаллического строения. С увеличением числа дислокаций прочность сначала падает, но достигнув минимума при некоторой плотности дефектов, вновь начинает возрастать, что связано с взаимным торможением движения различно ориентированных дислокаций. Однако, данные работы /3/ показывают, что установить зависимость механических свойств сплавов от плотности дислокаций трудно, тем более, что одновременно изменяется и макро- и микроструктура. Тем не менее в работе /4/ установлена зависимость коэффициента дислокационного упрочнения (Ж) от состава сплава. Этот коэффициент характеризует эффективность упрочняющего действия дислокаций при изменении прочности матрицы, в которой они находятся.

Ъхво+сС&И/р (1.1) э0 - напряжение сдвига по деформации; & - модуль сдвига; ё - вектор Еюргерса; £ - плотность дислокаций.

По данным Ю.М.Вайнблата /5/, коэффициент оС для чистого алюминия равен 0,5, а для закажиного сплава Д16 - около 2, при равном количестве дислокаций. Отсюда следует вывод, что эффективность упрочняющего действия дислокаций возрастает при повышении прочности матрицы, в которой они находятся. Образование многокомпонентного твердого раствора приводит к большей степени его упрочненш за счет возрастания силы химического взаимодействия обусловленной химическим различием легирующих элементов, т.е. можно сказать, что влияние нескольких компонентов на упрочнение твердого раствора больше, чем отдельных элементов. Кроме того, образование многокомпонентного твердого раствора позволяет повысить эффективность легирования, ограничив содержание отдельных компонентов и их ликвацию, уменьшить диффузию и, следовательно, повысить термическую устойчивость сплава.

Реальные скорости охлаждения, наблюдаемые при изготовлении отливок, не позволяют достичь предельной растворит®сти легирующих компонентов, что приводит к получению бедных твердых растворов в литом состоянии. Только лишь очень высокие скорости охлаждения

О л выше 10 С/с) позволяют получить пересыщенные, по отношению к равновесным условиям, твердые растворы. Поэтому для реальных отливок из большинства алюминиевых сплавов необходимо применять для упрочнения термическую обработку, состоящую из закалки или из закажи с последующим старением.

Результатом закажи является образование пересыщенного твердого раствора, устойчивость которого зависит от многих факторов: состава твердого раствора,характера стрз^ктуры и др. Для осуществления распада необходимым условием является термодинамическая неустойчивость многокомпонентной фазы. В /6/ устойчивость пересыщенных твердых растворов связывается в общем виде со скоростью зарождения новой фазы, на которую оказывают влияние поверхностная энергия на границе меящу матрицей и выделением и энергия упругой деформации, возникающая из-за разницы в удельных объемах матрицы и выделения. Одной из важнейших характеристик сил межатомной связи кристаллической решетки является диффузионная подвижность элементов в матрице. Поэтому на скорость зарождения новой фазы оказывают влияние и параметры диффузии: чем они ниже, тем устойчивее твердый раствор,

В /7/ приведены параметры диффузии элементов в твердом растворе алюминия. Из этих данных следует обратить внимание на переходные элементы, которые обладают наименьшими коэффициентами диффузии в твердом алюминии и могут значительно повышать устойчивость пересыщенных твердых растворов.

На устойчивость пересыщенного твердого раствора и на кинетику его распада оказывает влияние третий элемент. Скорость распада пересыщенного твердого раствора зависит /8/ от соотношения величин энергии связи атом третьего элемента - вакансия и атом основного растворенного элемента - вакансия. Если энергия первой связи окажется выше, то диффузионная подвижность растворенного элемента будет низка и скорость распада пересыщенного твердого раствора уменьшится по сравнению с бинарной системой.

В пределах одной системы скорость распада твердого раствора зависит от суммарного содержания легирующих элементов и соотношения их в сплаве. С увеличением общего содержания легирующих в твердом растворе растет его насыщение и уменьшается его устойчивость. Авторы работы /9/, основываясь на выводах С.Т.Кишкина, считают, что сложное многокомпонентное легирование должно обеспечивать повышение стабильности твердого матричного раствора и упрочняющих фаз в результате замедления диффузионных процессов, способных нарушить тонкую структуру.

В процессе дисперсионного упрочнения протекают два противоположных процесса: обеднение пересыщенного твердого раствора при его распаде, сопровождающееся разупрочнением и, в то же время, неравномерность распада, сопровождающаяся образованием зон Гинье-Престона, метастабильных или стабильных фаз, приводящая к упрочнению сплава /10/.

Упрочнение сплава также зависит и от количества дисперсных частиц и их размеров. Увеличение размера выделяющихся из пересыщенного твердого раствора частиц приводит к снижению их числа, а следовательно, понижается прочность сплава. Одной из основных функций упрочняющего действия дисперсных частщ является торможение движения дислокаций. Для эффективного торможения дислокаций авторы работы /II/ определили оптимальное расстояние между частицами выделений около 100 нм. Степень сопротивления частщ движению дислокаций зависит от величины энергии дефекта упаковки, различия размеров атомных радиусов и объемов частщ и матрицы и т.п. Чем больше различие, тем выше должно быть сопротивление. Но, с другой стороны, такое различие ведет к снижению растворимости в твердом состоянии. Для сбалансирования этих двух взаимоисключающих требований легирующим элементам необходимо следующее /12/: многокомпонентное макролегирование комплексом элементов с повышенной растворимостью, необходимое для образования достаточного количества дисперсных частщ, микролегирование "третьими" элементами, изменяющими растворимость основных легирующих элементов в матрще, морфологию вторых фаз, величину зерна, размер и степень коогерентности дисперсных частщ, а также характер в зашло действия с дефектами кристаллического строения и др.

Макролегирование создает основной уровень свойств, а микролегирование усиливает необходимые свойства сплавов.

Свойства сплавов во многом определяются исходной литой структурой, которая зависит от условий кристаллизации. Возникающие в процессе кристаллизации грубые включения вторых фаз, крупные зерна и др. следует рассматривать как неизбежные компоненты сплава, которые будут оказывать свое влияние на его свойства.

Размер зерна является важной характеристикой структуры сплавов. Зависимость прочностных свойств сплава от размера зерна описывается соотношением Холла-Петча /13/: от~ &0+ ИС{ (1.2) где и К - постоянные для данного металла; Ы - диаметр зерна.

Из этого соотношения следует, что с уменьшением размера зерна (увеличение протяженности границ) увеличивается прочность сплава. На размер зерна оказывают влияние: скорость кристаллизации, модифицирующие добавки и их активность, физические методы воздействия на расплав. Регулируя скорость кристаллизации, модно воздействовать на размер зерна /14/.

Таким образом, задача многокомпонентного легирования для получения сплавов с заданными свойствами заключается в формировании благоприятной структуры, т.е. обязательным воздействием на все элементы структуры: твердый раствор, морфологию вторых фаз, величину зерна, размер и степень когерентности дисперсных частиц,

Заключение диссертации по теме «Литейное производство», Коновалов, Юрий Иванович

-457-ВЫВОДЫ

1. Размер гранул имеет слабую зависимость от физико-химических свойств сплава и определяется скоростью вращения стакана-разбрызгивателя. Значительное влияние на размер гранул оказывает окисная пленка, которая, замешиваясь в расплав, изменяет вязкость и поверхностное натяжение.

2. Гранулирование сплавов с высоким содержанием тугоплавких компонентов (Я - 15,1$ £У , М - 18,3$ Мп , АС - 7,0$ Мо ;

- 4,4$ V ) целесообразно вести при перегреве 100-120° С и увеличенных размерах отверстий перфорации, а размер гранул регулировать с помощью скорости вращения. Увеличение температуры приводит к увеличению окисленности поверхности гранул, а уменьшение отверстий влечет за собой перекрывание отверстия затвердевающими частицами интерметаллидов.

3. При перегреве сплава выше 1100° С меняется состав и уменьшается в 15-20 раз количество выделяющихся газов. Снижение адсорбционной способности окисной пленки обусловлено переходом ^ *-к1^0ъ в (/-модификацию.

4. Показана возможность использования высоких скоростей охлаждения для улучшения механических свойств сплава АК5М2 с повышенным содержанием магния и железа. Высокая скорость охлаждения, достигаемая при гранулировании, позволяет получить из низкосортных материалов (по содержанию Мд и Ре.) сплавы, не уступающие по своим свойствам стандартным.

5. Установлены концентрации Мд , Ре в быстроохлажденном сплаве АК5М2, позволяющие значительно повысить механические свойства сплава при комнатной и повышенных температурах. Пластичность сплава с 2,0-3,0$ магния превышает в 2-3 раза пластичность стандартного сплава при сохранении уровня прочности. Аналогичный характер свойств получен и на сплавах с 2,0% и 4,0% железа. Наилучшие показатели механических свойств при совместном содержании магния и железа в сплаве АК5М2 достигнуты при концентрациях 2,0% Мд + 4,0% Ре и 3,0%Мд + 2,0%Ре ( = 447 и 418 МПа; $ = 5,3% и 7,0% соответственно).

6. На основе анализа диаграмм состояния систем АЕ-^С и А£-Ре. с элементами периодической системы Д.И.Менделеева произведен выбор компенсаторов вредного влияния железа в алюминиевых сплавах. С учетом экономических показателей такими элементами являются хром, марганец, молибден, ванадий. Использование этих тугоплавких элементов для микролегирования позволяет повысить уровень механических свойств вторичного алюминиевого сплава АК7 за счет изменения формы выделяющихся интерметаллидов железа. Установлены концентрации хрома, марганца, молибдена, ванадия во вторичном сплаве АК7, позволяющие компенсировать вредное влияние железа в зависимости от его содержания и способа ввода лигатур. Введение тугоплавких компонентов с помощью гранулированных лигатур позволяет сократить их расход в 2-3 раза по сравнению с введением чушковой.

7. Использование традиционного способа введения тугоплавких компонентов с помощью чушковых лигатур позволяет незначительно повысить прочность сплава АК7 (в пределах до 10%) и существенно увеличить пластичность: в 1,5 раза при содержании железа до 1,0% и в 3-4 раза при его концентрации 1,5% и 2,0%. Введение этих компонентов с помощью гранулированных лигатур повышает прочность сплавов на 10-20%, а пластичность в 1,5-2,0 раза при содержании железа до 1,0%. Пластичность сплавов с концентрацией железа 1,5% и 2,0% возрастает в 5-6 раз.

8. Разработанный способ компенсации вредного влияния железа на механические свойства алюминиевых сплавов путем легирования тугоплавкими элементами, • позволяющий использовать в шихте низкосортные материалы с содержанием железа до 2,0$, опробован и внедрен в производство с экономическим эффектом 51,5 тыс.рублей в год.

В заключение этой главы можно сделать следующие выводы:

1. Выбранные элементы, на основе анализа диаграмм состояния №-$1 и Л^-Ге с элементами периодической системы, позволили компенсировать вредное влияние железа на механические свойства сплава АК7, за счет изменения формы выделяющихся интерметаллидов железа.

2. Использование традиционного способа введения тугоплавких компонентов с помощью чушковых лигатур позволяет незначительно повысить прочность сплава АК7 (в пределах до 10$) и существенно увеличить пластичность: в 1,5 раза при содержании железа до 1,0$ и в 3-4 раза при его концентрации 1,5$ и 2,0$. Введение этих компонентов с помощью гранулированных лигатур повышает прочность сплавов на 10-20$, а пластичность в 1,5-2,0 раза при содержании железа до 1,0$. Пластичность сплавов с концентрацией железа 1,5$ и 2,0$ возрастает в 5-6 раз.

3. Установлено положительное наследственное влияние на структуру и механические свойства сплавов АК7, АЖ9, АЛ27, резкого измельчений структуры лигатурных сплавов с увеличением скорости охлаждения до 10^-10^ °С/с.

4. Использование микр о легирующих добавок для компенсации вредного влияния железа позволяет использовать в шихте при приго

Рис. 5.23. Микроструктура лигатуры М- 3„5%То : а - литьё в кокиль ^0ХДв ~ Э0°С/<^ Х500 охл б - гранулы Ш ГО3 - Г0^°С/с] Х1200. товлении алюминиевых сплавов в промышленных условиях отходы с вы-г соким содержанием железа»

-45Г

6. ПРОШПШЕШОЕ ОПРОБОВАНИЕ И ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

Как было показано выше, вредное влияние железа на свойства алюминиевых литейных сплавов может быть в значительной степени компенсировано легирующими добавками, образующими с железом или железом и кремнием сложные интерметаллические фазы. Из числа исследованных добавок в первую очередь может быть использован марганец, как самый дешевый.

Опробование проводилось на Каширском заводе "Центролит" при приготовлении сплавов АК5М2 и АК7. Большая часть отливок из этих сплавов заливается в кокиль. Шихта для приготовления сплавов состоит в основном из чушек вторичных сплавов (по ГОСТ 1583-73), отходов и брака собственного производства. Для освежения шихты в нее добавляется силумин марки СШИ и СШ2 (по ГОСТ 1521-76) и чушковой алюминий (по ГОСТ 11069-74).

Выплавка сплава АК5М2 производилась в газовой печи емкостью 3 т. На подину печи загружался возврат собственного производства, затем чушки сплава АК5М2, лигатура , силумин и алюминий. По окончании загрузки включались газовые горелки и проводилась плавка в течение 5-6 часов. После расплавления шихты расплав перегревался до температуры 730-750° С, перемешивался, снимался шлак и наводился флюс: 35$ , 51$ А/о С С , 14$ КС£ .

Расход флюса составлял 0,3$ от массы металла. После выдержки в течение 10-15 минут флюс замешивался в расплав и после удаления его расплав переливался в передаточный ковш емкостью 750 кг. В ковше проводилась обработка гексахлорэтаном (0,5$ от массы металла). Затем металл заливался в раздаточные ковши и заливались отливки.

Сплав АК7 готовился в газовой тигельной печи емкостью 250 кг. Загрузка шихты осуществлялась в разогретый тигль. Обработка расплава осуществлялась в печи.

Химический состав сплава АК5М2 по основным компонентам был в пределах ГОСТа, концентрация железа составляла до 1,3%, марганец вводился до содержания 0,5 от концентрации железа, в среднем 0,6%.

В сплаве АК7 содержание железа было до 1,5%, а марганца

0,7%.

Все залитые отливки признаны годными. Механические испытания, проведенные на отдельно залитых образцах в кокиль, показали увеличение механических свойств. Для сплава АК5М2 при содержании марганца 0,3% предел прочности составлял 189 МПа, а относительное удлинение 0,6%. Повышение содержания марганца позволило добиться механических свойств = 208 МПа и 9 = 1,2%.

На сплаве АК7 опробовано введение марганца гранулированной лигатурой, которое осуществлялось перед обработкой расплава флюсами. Результаты опробования показали повышение предела прочности с 157 МПа до 171 МПа, а относительного удлинения с 0,5% до 1,8%.

Отсутствие промышленного технологического процесса получения гранулированных лигатур не позволяет осуществить способ введения легирующих добавок в гранулированных лигатурах. Поэтому, на данном этапе было рекомендовано вводить в состав сплавов с повышенным содержанием железа марганец в чушковых лигатурах в количестве 0,5 от концентрации железа. Использование этих рекомендаций позволяет использовать в шихте низкосортные отходы, а также заменить алюминий марки А5 на алюминий марки АВ. Реализация этих мероприятий на заводе "Центролит" позволила получить годовой экономический эффект 51,5 тыс.руб. (см. Приложение 2).

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Коновалов, Юрий Иванович, 1984 год

1. Гуляев Б.Б. Синтез сплавов (Основные принципы. Выбор компонентов) - М.: Металлургия, 1984, 160 с.

2. Мондольфо Л.Ф. Структура и свойства алюминиевых сплавов /Под ред. Ф.И.Квасова, Г.Б.Строганова, И.Н.Фридляндера. М.: Металлургия, 1979. - 639 с.

3. Золоторевский B.C. Структура и прочность литых алюминиевых сплавов. М.: Металлургия, 1981. - 190 с.

4. Елагин В.И. Легирование деформируемых алюминиевых сплавов переходными металлами. М,: Металлургия, 1975. - 245 с.

5. Вайнблат Ю.М. Технология легких сплавов, 1967, № I, с. 3-9.

6. Давыдов В.Г., Захаров В.В., Захаров Е.Д., Новиков И.И. Диаграммы изотермического распада раствора в алюминиевых сплавах: Справочник /Под ред. И.И.Новикова. М.: Металлургия, 1973.- 151 с.

7. Свойства элементов: Справочник /Под ред. Г. В. Самсонов а. ч. I.- М.: Металлургия, 1976. 598 с.

8. Лариков Л.И., Шматко O.A. Ячеистый распад пересыщенных твердых растворов. Киев: Наукова думка, 1976. - 222 с.

9. Портной К.И., Бабич Б.И. Дисперсионноупрочненные материалы. -М.: Металлургия, 1974. 199 с.

10. Засимчук Е.Э. Полигонизация, рекристаллизация и термическая стабильность свойств материалов. Киев: Наукова думка, 1976. - 227 с.

11. Келли А. Высокопрочные материалы: Пер. с англ. /Под ред. С.Т.Милейко. М.: Мир, 1976. 261 с.

12. Постников Н.С. Упрочнение алюминиевых сплавов и отливок. -М.: Металлургия, 1983. 119 с.

13. Бокштейн С.З. Строение и свойства металлических сплавов.

14. М.: Металлургия, 1971. 494 с.

15. Альтман М.Б., Дудник Е.М., Смирнова Г.И. и соавт. В кн.: Структура и свойства легких сплавов. М.: Наука, 1971,с. 105.

16. Колобнев И.Ф., Крымов В.В., Мельников A.B. Справочник литейщика: Цветное литье из легких сплавов. М.: Машиностроение, 1974. - 415 с.

17. Альтман М.Б., Стромская И.П. Повышение свойств стандартных литейных алюминиевых сплавов. М.: Металлургия, 1984. -128 с.

18. Постников Н.С. Высокогерметичные алюминиевые сплавы. М.: Металлургия, 1972. - 160 с.

19. Альтман М.Б., Колобнев И.Ф. Газы в алюминиевых сплавах. -М.: Оборонгиз, 1974. 78 с.

20. Альтман М.Б., Строганов Г.Б., Постников Н.С.- В кн.: Металловедение цветных металлов и сплавов. М.: Наука, 1978,с. I77-I8I.

21. Василевский Х.Г., Постников Н.С. В кн.: Современные цветные сплавы и прогрессивные методы их литья. - М.: ВДНТП им. Дзержинского, 1974, с. 58-60.

22. Альтман М.Б., Постников Н.С. В кн.: Проблемы металловедения цветных сплавов. - М.: Наука, 1978, с. 78-83.

23. Алюминиевые сплавы: Металловедение алюминия и его сплавов /Под ред. Ф.И.Квасова, И.И.Фридляндера. М.: Металлургия, 1971. - 294 с.

24. Колобнев И.Ф. Жаропрочность литейных алюминиевых сплавов. -М.: Металлургия, 1973. 31 с.

25. Панин В.Е., Дударев Е.В., Мутнев A.C. Структура и механические свойства твердых растворов замещения. М.: Металлургия, 1971. - 204 с.1. Ы62

26. Мальцев M.B. Металлография промышленных цветных металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1970. - 367 с,

27. Фридляндер И.И. Алюминиевые деформируемые конструкционные сплавы. М.: Металлургия, 1979. - 159 с.

28. Постников Н.С., Черкасов В.В., Лактионова Л.И. МиТОВД, 1975, №10, с. 52-54.

29. Постников Н.С. Коррозионностойкие алюминиевые сплавы. М.: Металлургия, 1976. - 302 с.

30. Мальцев М.В. Модифицирование структуры металлов и сплавов. -М.: Металлургия, 1964. 214 с»

31. Добаткин В.И. В кн.: Металлургические основы литья легких сплавов. - М.: Оборонгиз, 1957, с. 182-187.

32. Добаткин В.И. Слитки алюминиевых сплавов. М.: Металлургиз-дат, i960. - 175 с.

33. Мальцев М.В. В кн.: Алюминиевые сплавы. - М.: Оборонгиз, 1955, с. 84-127.

34. Ламихов Л.К., Самсонов Г.В. Цветные металлы, 1964, Лз 8, с. 77-81.

35. Самсонов Г.В. ДАН СССР, 1953, т. 93, с. 689-692.

36. Белоусов H.H. В кн.: Основы образования литейных сплавов. -М.: Наука, 1970.

37. Василевский Х.Г., Постников Н.С., Альтман М.Б. Литейное производство, 1973, № 3, с. 18-20.

38. Василевский Х.Г., Альтман М.Б., Постников Н.С. Литейное производство, 1973, № 3, с. 25-27.

39. Колобнев И.Ф. ^ кн.: Сплавы цветных металлов. - М.: Наука, 1972, с. 205-210.

40. Строганов Г.В., Альтман М.Б., Постников Н.С. В кн.: Металловедение цветных металлов. - М.: Наука, 1972, с. 72-79.40. boudljHicholsotiR.-Acta ШШ1цгд'щ{ЩуЦр4о90

41. Suzuki Нч КаппеM., -Моро'п In&iLiule LigU MelaEs,угб1Р39<1.

42. HarctHJ. Thduiule oj MeioCs, <954-1955, V%3, pS37

43. Купершток Ю.Е., Баланаева И.А. В кн.: Материалы П научно-технической конференции "Молодые ученые - научно-техническому прогрессу в металлургии". Донецк, 1978, с. 98-103.

44. Ефименко В.П., ГУдкевич В.М., Первиль В.И., Редой В.А. В кн.: Прогресс технологии литейного производства в тракторном и сельскохозяйственном машиностроении. Ростов-на-Дону, 1980,с. 74-77.

45. Лейбов Ю.М., Базилевский В.М.-.В кн.: Металлургия вторичных цветных металлов и сплавов /Груды института Гипроцветметобра-ботка. Вып. 36. М.: Металлургия, 1972, с. 75-81.

46. Лейбов Ю.М., Селезнев Л.П., Базилевский В.М. /Груды института Гипроцветметобработка. Вып. 36. М.: Металлургия, 1972,с. 86-92.

47. Крылов А.П. /Груды института Гипроцветметобработка. Вып. 36. -М.: Металлургия, 1972, с. 95-102.

48. Крылов А.П., Базилевский В.М., Гордеев И.А. Труды института Гипроцветметобработка. Вып. 36. М.: Металлургия, 1972,с. 102-107.

49. Лейбов Ю.М., Базилевский В.М. Труды института Гипроцветметобработка. Вып. 36. М.: Металлургия, 1972, с. 81-86.

50. ЮьаШ H.L. Atuminium, №7о BdfJS^dU-bGe

51. Металлургия вторичных цветных металлов. М.: Металлургия, 1972. - 199 с.52. ticxhtmohli Н. jSchr-acfet1- А-?~ Ter^hdr-e Lzgiehitftqth c/es A iumihi цт I. Auss в £ dorf, ¡961, ft о S-/6453* Савицкий Е.М. Доклады АН СССР, 1948, т. 62, Л 3.

52. Савицкий Е.М., Барон В.В., Тылкина М.А. Заводская лаборатория, 1949, № 6.

53. Барон В.В. В кн.: Физика-химия редких металлов. - М.: Наука, 1972.

54. Строганов Г.Б., Ротенберг В.А., Гершман Г.Б. Сплавы алюминия с кремнием. М.: Металлургия, 1977. - 277 с.

55. Боом Е.А. Природа модифицирования сплавов типа силумин. -М.: Металлургия, 1972. 68 с.58. кг hotel P.L., PnestieyJ. S-Modem-CaziLhgs.lQeiytyfte.pei-eg59. 9hingu PH., TakomurolL Mel.Tr-ahZ.,1470, V<{, №tpZbb9-Z2>40

56. Андросик Е.И. Автореферат канд. дисс. Минск, НШ, 1970.

57. Леках С.Н. Автореферат канд. дисс. Минск, БПИ, 1974.62. boißey W.A. Trans.А те г-. Foundrym.Zoc. Ш,,

58. Добаткин В.И., Малиновский P.P. В кн.: Структура и свойства легких сплавов. - М.: Наука, 1971.

59. Малиновский P.P., Барбанин H.H. В кн.: Труды МАТИ. Вып. 70. -М.: Машиностроение, 1969.

60. Малиновский P.P. Автореферат кандидатской диссертации. М.: МАТИ, 1965.

61. Барон В.В., Савицкий Е.М. Доклады АН СССР, т. 94, № 2, 1954.

62. EoCkehhayeh 6, Hofmih W, ZjMeiaMk ,/9Щ

63. Добаткин В.И., Елагин В.И., Федоров В.М. В кн.: Металловедение цветных металлов и сплавов. - М.: Наука, 1972, с. 163169.

64. Берман С .И., Шеламов В.А., Шихирев P.A. Цветные металлы, 1968, № 8, с. 82-85.

65. Селезнев Л.П. Цветные металлы, 1971, В 5, с. 65-68.

66. Елагин В.И., Федоров В.М. Технология легких сплавов. Научн.-техн. бюллетень ВИЛС. 1969, В 4, с. 16-21.

67. Добаткин В.И., Елагин В.И., Федоров В.М. Металлы, 1969, № 5, с. 164-169.

68. Федоров В.М., Елагин В.И. МИТОМ, 1979, № 3, о. 39-41.

69. Добаткин В.И., Елагин В.И. Гранулируемые алюминиевые сплавы.-М.: Металлургия, 1981. 176 с.

70. MalylQH.jßu&M К.С.) faeszeh b.c., foani NJ HtiMu^lcoi Ifang., 4976, Al<i£} p &Z4Q-ZZ5Z

71. ScottM.b, Uake lA.-Ado MeiQ6e,f 497$ v tJ p 503-544

72. Бочвар O.C., Пшеничнов Ю.П., Белов С.Л. Технология легких сплавов. 1979, & 10.

73. Белов С.Л., Бочвар О.С., Литвинцев А.И., Шмаков Ю.В. Технология легких сплавов, 1980, № 7.

74. Селезнев Л.П. /Груды института Гипроцветметобработка. Вып. 47, 1975, с. 59-65.

75. Федоров В.М. Технология легких сплавов. 1977, № 6.

76. Колпашников А.И., Ефремов A.B. Гранулированные материалы. -М.: Металлургия, 1977.

77. Ливанов В.А. В кн.: Металлургические основы непрерывного литья. - М.: Оборонгиз, 1945, с. 36-39.

78. Добаткин В.И. Непрерывное литье и литейные свойства сплавов. М.: Оборонгиз, 1948. - 154 с.

79. Воронов С.М., Добаткин В.И. Цветные металлы, 1945, й 5, с. 63-67.

80. Мирошниченко И.О. Закалка из жидкого состояния. М.: Металлургия, 1982. 168 с.

81. Залесский В.И., Берман С.И., Иманов Х.И. Изв. вузов, Цветная металлургия, 1968, № 9, 151 с.

82. Юдин С.Б., Левин М.М., Розенфельд O.E. Центробежное литье. -М.: Машиностроение, 1972. 280 с.

83. Малиновский P.P., Тарарышкин В.И. Технология легких сплавов.1969, № 3, с. 19.

84. Степаненко A.B., Исаевич Л.А. Непрерывное формирование металлических порошков и гранул. Минск, "Наука и техника", 1980, 256 с.

85. Шихерев Р.И. A.c. 216932 (СССР).

86. Берман С.И., Залесский В.И., Иманов Х.И. Производство гранул из сплавов на основе алюминия и прессование из них полуфабрикатов. М., Цветметинформация, 1971, 126 с.

87. Лии Бэй-нянь. Автореферат канд. диссертации. М., МАЙ, i960.

88. Юй Чуань-Цзинь. Автореферат канд. диссертации. М., МАИ, i960.

89. Холин Б.Г. Центробежные и вибрационные грануляторы плавов и распылители жщдкости. М., "Машиностроение", 1977, 182 с.

90. Арбузова Л.А., Данилкин В.А., Кукин Л.А. Технология легких сплавов, № 5, 1973, с. 79-82.

91. Северденко В.П., Шепельский П.В., Горбунов Ю.А. и др. Прокатка гранул алюминиевых сплавов. Минск: Наука и техника, 1978.97. 1уляев Б.Б. Теория литейных процессов. М.: Машиностроение,1976.

92. Милицын К.Н. Технология металлов. Вып. 41. М., 1973, с. 191-208.

93. Голиков И.Н., Масленков С.Б. Дендритная ликвация в сталях и сплавах. М.: Металлургия, 1977. - 221 с.

94. Крушенко Г.Г., Никитин В.И., Шпаков В.И. В кн.: Свойства сплавов в отливках. - М.: Наука, 1975, с. 137-140.

95. Крушенко Г.Г., Никитин В.И., Торшилова С.И. Труды института Гипроцветметобработка. Вып. 45, 1975, с. 49-54.

96. Торшилова С.И., 1уляев Б.Б. Изв. вузов. Цветная металлургия,1977, № 3, с. 146-148.

97. Никитин В.И., Черепок Г.В., Нонин М.М. Цветные металлы, 1981, № I, с. 79-80.

98. Напалков В.И., Бондарев Б.И., Тарарарышкин В.И., Чухров М.В. Лигатуры для производства алюминиевых и магниевых сплавов. -М.: Металлургия, 1983. 160 с.

99. Венгрович Р.Д., Псарев В.И. Изв. АН СССР. Металлы, № 5, 1970. с. 186-193.

100. Вари* Н.И., Люкевич Р.Б. Изв. АН СССР, Металлы, № 4, 1970. -с. 82-84.

101. Бойкина А.И., Лебедев К.П. и др. Литейные силумины с повышенным содержанием железа. Л.: ЛДНТП. 1983.

102. Металловедение алюминия и его сплавов: Справ, изд. 2-е пере-раб. и доп. /Беляев А.И., Бочвар О.С., Б|уйнов H.H. и др. -М.: Металлургия, 1983. 280 с.

103. Колобнев И.Ф. Термическая обработка алюминиевых сплавов. -М.: Металлургия. 1966. 394 с.

104. Добаткин В.И., Габидулин P.M. и др. Газы и окислы в алюминиевых деформируемых сплавах. М., Металлургия, 1976. -264 с.

105. Альтман М.Б., Стромская Н.П. Повышение свойств стандартных литейных алюминиевых сплавов. М.: Металлургия, 1984. -128 с.

106. Синельникова B.C., Подергин В.А., Речкин В.Н. Алюминиды. -Киев: Наукова думка, 1965. 241 с.