Прогнозирование и оптимизация структуры лигатуры на основе системы Al-Ti-B, полученной электрошлаковой технологией из техногенных отходов машиностроения тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Фазлыев Марат Рашитович

• Фазлыев Марат Рашитович
• кандидат наук
• 2023

Оглавление диссертации кандидат наук Фазлыев Марат Рашитович

1.2 Способы получения лигатуры АЬВ

1.3 Способы получения лигатуры А1-ТьВ

1.4 Методическое обеспечение технологических операций

1.5 Технологические операции введения литагуры в расплав

1.6 Обзор соединений бора для получения лигатур

1.7 Научное сопровождение при разработке модифицирующих лигатур

1.8 Технологические особенности получения модифицирующих лигатур

1.9 Факторы, определяющие структуру алюминиевых лигатур

1.10 Особенности производства лигатур алюминий-титан-бор

ГЛАВА 2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Материалы и технологическое оборудование

2.2 Методы исследования и аппаратура

2.3 Методика получения лигатуры

TI-В

97

97

98

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ И ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ФОРМИРОВАНИЯ ИЗ ТЕХНОГЕННЫХ ОТХОДОВ МАШИНОСТРОЕНИЯ И МЕСТНЫХ СЫРЬЕВЫХ РЕСУРСОВ ЛИГАТУРЫ AL-TI-B И ИССЛЕДОВАНИЕ ЕЁ ФАЗОВОГО СОСТАВА

3.1 Формирование лигатуры на основе системы Al-Ti-B электрошлаковым процессом с привлечением дисперсных отходов машиностроения

3.2 Влияние состава шихтовой композиции электрошлакового процесса получения лигатуры Al-Ti-B на ее структуру

3.3 Исследования структуры зародышеобразующих частиц лигатуры Al-Ti-B

3.4 Математическая модель влияния количества титансодержащего компонента в шихтовой композиции на образование интерметаллидных частиц TiB2 в лигатуре

Al-Ti-B

ГЛАВА 4 КИБЕРНЕТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА МОДИФИЦИРОВАНИЯ

СИЛУМИНОВЫХ СПЛАВОВ ЛИГАТУРОЙ AL-TI-B

4.1. Математическая модель эксплуатации лигатуры Al-Ti-B как функциональной зависимости размера модифицируемого силумина от управляемых факторов . 120 4.3. Оптимизация управляемых факторов влияющие на зерноизмельчающий эффект в алюминиевых сплавах системы Al-Si

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ПРИЛОЖЕНИЕ

136

147

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Прогнозирование и оптимизация структуры лигатуры на основе системы Al-Ti-B, полученной электрошлаковой технологией из техногенных отходов машиностроения»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследования. Алюминиевые сплавы находят широкое применение в авиа-, автомобиле- и других отраслях машиностроения благодаря малой плотности, высоким значениям удельных прочностных характеристик и пластических свойств, относительно низкой стоимости. Эти положительные качества алюминиевых сплавов во многом обусловлены модифицирующей обработкой их жидкого состояния, значительно повышающей свойства обсуждаемых сплавов при неизменном химическом составе. Из ряда применяемых модификаторов лигатура на основе системы А1-Т1-Б имеет достаточно широкое распространение. Однако существует проблема процесса модифицирования этой лигатурой, заключающаяся в непредсказуемости и неопределенности получения желаемых свойств алюминиевых сплавов. Поэтому исследования, направленные на улучшение модифицирующих свойств лигатуры, являются актуальными.

В настоящем исследовании для решения указанной проблемы проведена оптимизация состава лигатуры системы Л1-Т1-Б с разработкой технологии ее получения на основе комплексного использования местных сырьевых ресурсов и техногенных отходов машиностроения на базе процессов порошковой металлургии и электрошлакового литья.

Степень разработанности темы. Фундаментальные основы в области модифицирования алюминиевых сплавов были исследованы в трудах В.И. Никитина, Мальцева М.В., Н.В. Напалкова, С.В. Махов, А.В. Поздняков, А.И. Хмелев-ских, А.Г. Макаренко, А.Д. Шляпцева, И.А. Петрова, А.П. Ряховский, В.С. Моисеев, С.Г. Бочвара, Е.Г. Кандалова, В.Г. Бабкин, А.И. Безруких, В.Л. Смирнов, М.В. Ильиных, А.В. Рожин. Базовые принципы получения лигатур, в т.ч. посредством самораспространяющегося высокотемпературного синтеза, представлены в трудах А.П. Амосова, А.Г. Мержанова.

Среди многообразия используемых лигатур для модификации алюминиевых сплавов в практике ООО «Проектно-инжиниринговая компания» чаще всего ис-

пользовалась лигатуры на основе системы А1-Т1-Б. При использовании лигатуры на основе системы А1-Т1-Б непредсказуемо и неопределенно получение требуемого размера зерна алюминиевого сплава, влияющего на требуемые механические свойства алюминиевых отливок. В работах вышеперечисленных авторов показано, что размер зерна определяется составом интерметаллидов, образующихся в лигатуре. Вследствие этого необходимо исследовать влияние состава структуры лигатуры А1-Т1-Б на получение зародышеобразующих частиц. Зародышеобразу-ющие частицы в свою очередь обусловливают размер литого зерна в сплаве при модифицировании.

При прогнозировании и оптимизации структуры лигатуры на основе системы А1-Т1-Б, с использованием электрошлаковой технологией в работе используются техногенные отходы машиностроения местных сырьевых ресурсов, что приводит к снижению загрязняющего воздействие на окружающую среду.

Цель работы: Установление закономерностей влияния состава композиций из техногенных отходов машиностроения и местных сырьевых ресурсов на модифицирующую способность получаемой из них лигатуры системы А1-Т1-Б. Для достижения поставленной цели в диссертационной работе потребовалось решить следующие основные задачи:

- разработка состава композиции исходных материалов с применением техногенных отходов машиностроения и местных сырьевых ресурсов для получения лигатуры Л1-Т1-Б;

- разработка физико-химических и физико-механических процессов формирования лигатуры А1-Т1-Б, обладающей оптимальными технологическими свойствами и экологической чистотой;

- экспериментальные исследования связей состава исходных материалов и структуры получаемой лигатуры А1-Т1-Б;

- разработка математической модели физико-химических процессов формирования структуры лигатуры А1-Т1-В в зависимости от состава исходных материалов;

- экспериментальные исследования связей фазового состава лигатуры А1-Т1-В и структуры модифицируемого алюминиево-кремниевого сплава;

- разработка математической модели эксплуатации лигатуры Л1-Т1-Б как функциональной зависимости размера модифицируемого силумина от факторов, характеризующих состав шихтовой композиции и количество вводимой в состав лигатуры;

- оптимизация процесса получения лигатуры Л1-Т1-Б и ее эксплуатации планируемым экспериментом с управляемыми факторами, характеризующими состав шихтовой композиции и количество вводимой в состав лигатуры.

Положения, выносимые на защиту:

- качественный и количественный составы композиций исходных материалов с применением техногенных отходов машиностроения и местных сырьевых ресурсов для получения лигатуры Л1-Т1-Б;

- процессы формирования прекурсора из исходных материалов для преобразования его в прутковую лигатуру системы Л1-Т1-Б;

- технологическая схема формирования прутковой лигатуры системы Л1-Т1-В электрошлаковым литьём;

- данные экспериментальных исследований по влиянию состава композиций исходных материалов на фазовую структуру зародышеобразующих частиц получаемой лигатуры Л1-Т1-В и её модифицирующей способности;

- математическая модель формирования микроструктуры зародышеобразу-ющих фаз лигатуры Л1-Т1-В, прогнозирующая объемную долю частиц диборида титана ^В2 в зависимости от состава исходных материалов;

- кибернетическая система модифицирования силуминовых сплавов лигатурой Л1-Т1-В, устанавливающая качественное и количественное влияние состава шихтовой композиции и расхода модификатора на отклик кибернетической системы - размер зерна силуминового сплава;

- оптимальная комбинация управляемых факторов кибернетической системы модифицирования силуминовых сплавов лигатурой Л1-Т1-В, гарантирующая

получение минимального размера зерна силуминового сплава.

5

Методы исследования. При решении поставленных задач в работе использовались: термический анализ сплавов с помощью установки DSC-111, металлографический анализ с помощью микроскопов МИМ-7, №ор^^21, 100-500 кратное увеличение, химический анализ компонентов сплава по ОСТ 1-92050.0-76 и ГОСТ 7727-81, растровая электронная микроскопия, микроренгеновская спектроскопия, рентгенофазовый анализ, метод планирования эксперимента, метод статистической обработки экспериментальных данных, принятие оптимизационных решений с получением математической модели.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- предложена и научно обоснована технология получения прутковой лигатуры системы А1-Т1-В на основе закономерностей физико-химических и физико-механических процессов порошковой металлургии и применения электрошлакового литья с элементами рециклирования техногенных отходов машиностроения;

- получена математическая модель формирования микроструктуры заро-дышеобразующей фазы лигатуры А1-Т1-В, позволяющая прогнозировать объемную долю частиц диборида титана ^В2 в зависимости от состава исходных материалов;

- разработана кибернетическая система модифицирования силуминовых сплавов лигатурой А1-Т1-В, позволяющая установить качественное и количественное влияние особенностей состава шихтовой композиции и расхода модификатора на отклик кибернетической системы (размер зерна силуминового сплава);

- установлена оптимальная комбинация управляемых факторов кибернетической системы модифицирования силуминовых сплавов лигатурой А1-Т1-В, гарантирующая получение минимального размерам зерна модифицируемого сплава на уровне 250 мкм..

Практическая значимость. Результаты диссертационной работы апробированы на производственной площадке ООО «Проектно-инжиниринговая компания» (Акт внедрения от 07.07.2022 г.) и используются в учебном процессе Набе-

режночелнинского института (филиала) ФГАОУ ВО Казанского (Приволжского)

6

федерального университета при чтении лекций по дисциплине «Литейные сплавы и плавка» и лабораторных работ по дисциплине «Оборудование литейного производства» (Акт об использовании результатов кандидатской диссертационной работы от 21.12.2022 г.).

Объектом исследования в данной работе является лигатура Al-Ti-B, предназначенная для модифицирования алюминиево-кремниевых сплавов.

Предметом исследования является структура и состав лигатуры на основе системы Al-Ti-B, полученной электрошлаковой технологией из техногенных отходов машиностроения.

Апробация работы. Апробация работы. Основные положения и результаты, полученные в работе, опубликованы в статьях, доложены и обсуждены на заседаниях кафедры «Машиностроения» в 2021-2022 гг., а также на международных научных и научно-практических конференциях: «Социально-экономические и технические системы: исследование, проектирование, оптимизация» (Набережные Челны, 2022); «Приднепровский научный вестник» (Днепр, 2022) - публикация в журнале «Проблемы научной мысли»; на III Международной научно-практической конференции (Керчь, 2022).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ, в том числе 3 статьи в издании, рекомендованном ВАК, а также 5 статей в материалах международных, всероссийских и республиканских конференций, 1 статья отправлена в журналы, входящие в реферативную базу Scopus и WoS, подана заявка на патент РФ «Прекурсор лигатуры AL-Ti-B».

Результаты работы: полученная лигатура опробовалась на производственной площадке ООО «Проектно-инжиниринговая компания».

Достоверность и обоснованность полученных результатов работы обеспечивались корректным применением известных научных методов исследования и обработки данных, современного математического аппарата, проверкой эффективности модификатора.

Личный вклад автора в диссертационную работу заключается в разработке физико-химических и физико-механических процессов формирования лигату-

7

ры Al-Ti-B; разработке состава композиции исходных материалов с применением техногенных отходов машиностроения местных сырьевых ресурсов для получения лигатуры Al-Ti-B; экспериментальных исследованиях фундаментальных связей состава исходных материалов и структуры получаемой лигатуры Al-Ti-B; экспериментальных исследованиях фундаментальных связей фазового состава лигатуры Al-Ti-B и структуры модифицируемого алюминиево-кремниевого сплава; разработке математической модели физико-химических процессов формирования структуры лигатуры Al-Ti-B в зависимости от состава исходных материалов; разработке математической модели эксплуатации лигатуры Al-Ti-B с целью измельчения зерна сплава системы Al-Si; оптимизации процесса получения и эксплуатации лигатуры Al-Ti-B планируемым экспериментом по средствам варьирования состава исходных материалов.

Соответствие диссертации паспорту научной специальности. Работа соответствует паспорту специальности 2.6.17 - Материаловедение по следующим пунктам: п.2. Установление закономерностей физико-химических и физико-механических процессов, происходящих на границах раздела в гетерогенных структурах; п.4. Разработка физико-химических и физико-механических процессов формирования новых материалов, обладающих уникальными функциональными, физико-механическими, эксплуатационными и технологическими свойствами, оптимальной себестоимостью и экологической чистотой.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка использованной литературы, включающего 90 наименований. Работа изложена на 147 страницах машинописного текста, содержит 42 рисунка, 20 таблиц.

ГЛАВА 1 ПРИМЕНЕНИЕ И СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ ЛИГАТУРЫ АL-В И АL-TI-В

1.1 Легирование и модифицирование алюминиевых сплавов

Одна из главных задач, необходимых для развития производства отливок из цветных сплавов в авиационной промышленности, это экономия материальных ресурсов с помощью применения прогрессивных норм при расходовании материалов на каждую единицу выпускаемой продукции, а также с помощью повсеместного внедрения безотходных и малоотходных технологий и, конечно, дальнейшего повышения качества алюминиевых изделий. Решение этой задачи неотрывно связано с решением такой немаловажной проблемы, как производство слитков и отливок высокого качества, поскольку их структура обусловливает дальнейшие эксплуатационные характеристики изделий.

Исходные характеристики шихтовых материалов, а особенно лигатур, прямо влияют на получение качественных отливок и слитков. Поэтому требуется разработка и интенсивное внедрение в производство дорожных карт, которые помогают реализовывать экономически выгодную и максимально оптимальную технологию получения лигатур, а также их применения. Любое отклонение от самых приемлемых режимов как введения редкоземельных и тугоплавких металлов, так и отливки лигатур приводит к серьезным потерям легирующих металлов в процессе плавления и преждевременному износу футеровки плавильных печей.

Легирование и модифицирование алюминиевых сплавов осуществляется главным образом с помощью соответствующих марок лигатур с целью регулирования химического состава сплавов и получения равноосной структуры по сечению слитка. По российской классификации все марки лигатур, оговоренные в ГОСТ Р 53777-2010 «Лигатуры алюминиевые. Технические условия», подразделяют на два вида: легирующие и модифицирующие [1].

Качеству модифицирующих лигатур следует уделять особое внимание, учитывая три основных требования: отсутствие оксидно-боридных колец, обеспечение высокой дисперсности кристаллов интерметаллидов, чистоты по неметаллическим включениям. Известно о модифицирующем действии металлов на кристаллическую структуру слитка, когда они достигают предельно малых показателей концентрации и распределяются равномерно по всему объему расплава. Из этого следует, что необходимо особо следить за точной дозировкой металлов, обеспечивает которую, в свою очередь, использование лигатур, и, соответственно, для их применения она является определяющим фактором.

Уровень требований ко всем изделиям ответственного назначения и, в частности, относящимся к деформируемым полуфабрикатам существенно отличается от требований к фасонным отливкам, превышая их в разы, и в наибольшей степени проблема гарантированного измельчения кристаллической структуры сплавов ждет своего решения в заготовительном литье слитков. Но в последние годы и в фасонном литье - в первую очередь это касается изделий из заэвтектических силуминов - модифицирование играет все большую роль. Обусловлено это стремлением получить продукт, прошедший качественную механическую обработку и обладающий высокой износостойкостью, а также закономерным стремлением к уменьшению расхода режущего инструмента в процессе обработки отливок. Такой дефект, как задиры скользящих поверхностей, которые появляются из-за твердых включений кремния, еще один фактор, влияющий на необходимость модифицирования.

Специалисты на производстве, ограниченные нехваткой аналитических информационных источников о физико-химической картине этих процессов, вынуждены регулярно принимать технологические решения, чтобы добиться получения качественных лигатур. В условиях реального производства сложнее изучать явления переноса (фазовых превращений, гидродинамики, теплопередачи), отсутствие специальной площадки вызывает проблему со спецификой исследования. Но без таких знаний не всегда удается установить точные параметры позволяющего получить изделия высокого качества технологического процесса. Экспери-

10

менты для оптимизации технологии плавильно-литейного производства, конечно, необходимы, они дают возможность визуализировать и таким образом изучать природу этих процессов. Они позволяют существенно усовершенствовать весь процесс получения как модифицирующих, так и легирующих лигатур и экономить важнейшие ресурсы: металл, электроэнергию, рабочее время, - а также предложить, в свою очередь, новые эффективные решения.

В условиях рыночной экономики в России, когда происходит специализация предприятий, очень важным фактором эффективности деятельности предприятия становятся сокращение затрат на материальную и технологическую подготовку производства и получение годной и рентабельной продукции, которые напрямую зависят от разработки эффективной и экологически чистой технологии производства алюминиевых лигатур, которые по качеству соответствуют технологическим требованиям заказчика.

Таким образом, проблема получения алюминиевых лигатур высокого качества с оптимальным размером интерметаллических соединений, разработки эффективного и экологически чистого технологического процесса, выбора исходных шихтовых материалов и сокращение времени технологического процесса для получения лигатур в виде вафельной чушки или чешуек остается актуальной и требует дальнейших научных и производственных изысканий.

1.2 Способы получения лигатуры А1-В

Различные соединения бора получают из таких природных веществ, как бура (№2В407х10Н20) и минерал борат кальция (СаО*3В2О3). В таблице 1.1 подробно отражены физико-химические свойства часто встречающихся борсодержащих соединений.

Таблица 1.1 - Физико-химические свойства борсодержащих соединений

Название соединения Ка2В407 ККВБ4 ВВС13 ВВС13 ВВ4С ВВ203 ВВкр

В, масс % 22 88,9 99,0 99,0 778 331 1100

Плотность, кг/м3 2370 22580 11430 11430 22510 11840 22350

' ос ^пл, С 741 5530 -107 -107 22250 4450 22092

' 0С 'киш С — 7776 113 113 33500 22100 33707

Данный обзор охватывает публикации после 1980 г., т. к. более ранняя информация приводится в работе В.И. Напалкова и С.В. Махова [1]. Однако иногда важно было обращаться к более ранним сведениям, в том случае если они открывают для нас предмет исследования с неожиданной стороны, что зачастую со временем и происходит.

Все известные способы условно делятся на три группы (рисунок 1.1):

1. Способ прямого сплавления алюминия с боридами или с чистым бором.

2. Способ алюминотермического восстановления соединений (бескислородных, кислородосодержащих, а также борсодержащих).

3. Способ внепечного получения чистых боридов с их дальнейшим, в соответствии с технологией, растворением в алюминии (сюда входят гальванический метод и карботермическое восстановление, а также самораспространяющийся высокотемпературный синтез (СВС) и прочие).

Рисунок 1.1 - Способы получения лигатуры А1-В

Гофман и Енихе использовали способ прямого сплавления алюминия и бора, создав диаграмму состояния системы А1-В. В результате сплавления в вакууме в высокочастотной печи аморфного бора и алюминия при температуре 1450 °С исследователи добились получения сплавов с содержанием до 4В. В 1961-1962 г. Г.С. Жданов, В.Т. Серебрянский и В.А. Эпельбаум [2] построили последнюю версию диаграммы, применив порошки бора и алюминия, спрессованные в таблетки. Серьезных проблем с растворением в алюминии бора, несмотря на высокую температуру плавления последнего, авторы, видимо, не испытывали.

Диаграмма состояния системы АЬВ представлена на рисунке 1.2 [3]. В соответствии с этой диаграммой, в системе образуются два соединения: А1В2 и А1В12^А1В2 при температуре 980 °С. Со стороны А1 имеет место эвтектическое превращение при температуре 659 °С, которое соответствует 0,055 % атомов бора. Физико-химические свойства диборида алюминия подобны свойствам элементар-

ного бора, а соединение А1В2 обладает плотностью 20 °С 3150 кг/м , температурой плавления 2700 °С и теплотой образования 67 кДж/кг.

2500 2300 2100 1900 1700 1500 1300 1100

700 560,452° 500

О

10

В, 1 (по массе] 20 30 40 50 60 70 90

1 1 1 1 1 1 1 и 1

1

/ПШ / 1-

/1 у 950°

м 1ВВ 1°

-""15 50»

мои"

/

/

/

/ к МО

«=1

-«-(ДО 1

2092»

[В]

0 10 20 30 40 50 Д1 51 [ат.)

70 80

Рисунок 1.2 - Диаграмма состояния системы А1-В

Согласно Хенни, методы, которые приводят к образованию борида алюминия по медленной реакции (восстановление В203 алюминием или синтез из элементов при температуре от 800 до 1400 °С), дают А1В2. И, наоборот, связанные с мгновенными экзотермическими реакциями методы (восстановление буры В203 алюминием в присутствии окислителей) приводят в основном к образованию

А1В12.

В исследовании [4] описывается способ плавления лигатуры с 2-4В в электрической печи, с этой целью при эксперименте вводили смесь порошков (бор, графит и алюминий в соотношении 1:1:2) под зеркало расплава, получая 90 % -высокий результат усвоения бора.

1.3 Способы получения лигатуры А!-Т1-В

Разработке новой технологии получения модифицирующих лигатур систем АЬТ и АЬ^-В на основе исследования СВС-процесса посвящены следующие исследования [5, 6]. Исходные порошки бора и алюминия смешивали и фасовали в пакеты из алюминиевой фольги (брикетировали). Предварительно подогретые брикеты смеси порошков, до начала СВС-реакции содержавшиеся в расплаве, последовательно добавляли в расплав при 900 ОС. О прохождении реакции свидетельствовали бурное пенообразование и газовыделение. Разливку сплава проводили в вафельную изложницу слоем 15-20 мм. Введение в смесь криолита (до 5%) очищает расплав, но меняет микроструктуру лигатуры: появляются пластинчато-игольчатые частицы фазы ^АЬ.

Еще в нескольких источниках изучается возможность вводить в расплав смесь тонкоизмельченных порошков алюминия, титана и бора [1]. Важно обратить внимание на особую взрывоопасность мелких порошков, поэтому на производстве от специалистов при их использовании требуется соблюдение особых мер предосторожности, плавка должна вестись в специально предназначенных для получения смесей помещениях, предусматривающих соответствующее оборудование. По этой причине данную технологию можно отнести к бесперспективной, и мы не будем уделять ей внимание.

Произведя предварительно А1В2 алюминотермическим восстановлением борного ангидрида, можно создать лигатуру А1-В способом прямого его сплавления с алюминием. Использовать эту технологию позволяет более близкое по сравнению с бором сродство алюминия к кислороду. Это взаимодействие выражается в формуле реакции:

В203 + М ^ А1В2 + А1203 + Q (1)

Элементарный бор восстанавливается на первом этапе, он входит в реакцию

с непрореагированным алюминием. Начинается реакция при температуре 900 0C

15

и выше, это было выяснено в ходе эксперимента. Но она так же быстро затухает, потому что в зоне контакта начинают образовываться реагенты оксида алюминия. Таким способом не получится разработать даже опытную технологию, несмотря на то что добавление экспериментаторами в жидкий алюминий буры или оксида бора для получения лигатуры существенно расширило наше представление о кинетике восстановительной реакции внутри таких систем (алюминий - борсодер-жащее соединение). Подобные эксперименты все же не приблизили исследователей к разработке этого способа и созданию хотя бы опытной технологии. Введением в расплав бора или оксида бора для получения сплавов делал Ф. Лиль [7]. В этом источнике утверждается, что при достаточно масштабной поверхности соприкосновения и длительной выдержке (примерно 6 ч) наблюдается достаточно полное прохождение реакции, но образующийся в результате оксид алюминия сильно его загрязняет, т. к. получает в результате затвердевание расплава. В.И. Напалков, занимаясь изучением этого варианта получения лигатуры, сделал вывод, что в индукционной печи 70 % достигает усвоение бора из его оксида при температуре 1500 °С и выдержке в течение часа и более [1].

В 1995 году данный вариант технологии подробнее изучал Т.Т. Кондратенко [8]. Используя переплавленную мелкую алюминиевую шихту при температуре от 1250 до 1300 °С, а также борный ангидрид, экспериментатор получил в индукционной печи усвоение бора до 70 % и лигатуру с содержанием 0,5-2,0В, в то время как результат оказался на 10-15 % ниже при использовании буры. Автор относит к достоинству способа простоту и экологическую чистоту технологии, т. к. при плавке не образуются вредные летучие вещества.

В литературе не приводится информация о внепечной алюминотермии как способе получения лигатуры, однако все же встречаются некоторые источники, упоминающие о попытках исследования. Например, К. Кроне в своей работе «Ре-циклинг алюминия» приводит примеры алюминотермического восстановления как способа получения высококонцентрированных лигатур, каковой является лигатура А1-(5-30 %)В. В работах Г.В. Самсонова [9] и В.А. Неронова [10] сообща-

ется о результатах, полученных при внепечной алюминотермии оксида бора, но речь идет только о лабораторных опытах, давших возможность получить экспериментальным путем чистых боридов (алюминиды бора). Н.Н. Мурач [11] применял термитные добавки, занимаясь подобными исследованиями. Он соблюдал самое сложное требование технологии, занимаясь разделением сплава и шлака (до 40 % В). Трудность состоит в том, что у сплава и шлака плотности близки, но вязкость шлака превосходит сплав по этому показателю. Только в сплавах типа А1-В-Mn, АЬВ-Ре, АЬВ-Т бориды демонстрируют высокую плотность в результате продуктивного разделения фаз.

Получение лигатуры А1В с применением метода карботермического восстановления оксидов бора описывает прохождение процесса в электродуговой печи в присутствии алюминия. Но ссылки на этот метод редко встречаются в литературе. Лигатура как результат восстановления смеси порошка углерода (его массы должно хватать для восстановления всех оксидов) и борной кислоты (или борсо-держащих минералов, таких как колеманит, например) предлагается в патенте Японии [12].

При этом способе главная трудность заключается в близости плотности сплава и шлаковой фазы, разделение их затруднительно, к тому же коротко время протекания реакции. Высокотемпературное сплавление смеси порошка алюминия с В203, к примеру, в дуговой печи, казалось бы, должно являться наиболее простым способом получения лигатуры. Определено, что алюминотермическая реакция протекает самопроизвольно, без каких-либо термитных добавок, начинается она уже при нагреве шихты выше 900 °С, однако такой восстановленный бор на воздухе снова окисляется, и процесс этот продолжается до того момента, пока весь алюминий не будет израсходован. Поэтому оптимально вести процесс необходимо в атмосфере инертного газа [1]. В этой же монографии описан ряд экспериментов, направленных на установление возможности приготовить лигатуру А1-В с помощью внепечной металлотермии с дополнительным использованием оксида марганца, чтобы повысить термичность шихты, при этом восстановленный

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Фазлыев Марат Рашитович, 2023 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Напалков В.И. Легирование и модифицирование алюминия и магния / В.И. Напалков, С.В. Махов. - М.: МИСиС, 2002. - 376 с.

2. Серебрянский В.Т. К диаграмме состояния системы алюминий бор / В.Т. Серебрянский, В.А. Эпельбаум, Г.С. Жданов // Журнал неорганической химии. -1967. - Т. 12. - № 9. - С. 2486-2493.

3. Диаграммы состояния двойных металлических систем: Справочник: В 3 т.: Т. 1 / Под общ. Ред. Н.П. Лякшева. - М.: Машиностроение, 1996. - 992 с.

4. Кондратьев Е.Г. Способ получения лигатуры алюминий-бор / Е.Г. Кондратьев, В.Е. Кузнецов, В.И. Булавин [и др]. А.С.463733, опубл. в Б.И. 1975. -№ 10. - C. 68-69.

5. Кандалова Е.Г. Разработка технологии получения модифицирующих лигатур Al-Ti и Al-Ti-B на основе процесса СВС: автореф. ... дис. канд. техн. наук / Е.Г. Кандалова. - Самара, 2000.

6. Кандалова Е.Г. Оценка характеристик модифицирующих лигатур / Е.Г. Кандалова, В.И. Никитин // Литейное производство. - 1996. - № 9. - С. 16-18.

7. Lihl F. Uber den Zerfall des hexagonalen Aluminiumborids AlB2 / F. Lihl, P. Enitsehek // Z. Metallkunde. 1953. - Bd. 44. - No. 9. - S. 414-417.

8. Кондратенко Т.Т. Разработка технологий получения и применения лигатур Al-B и Al-Ti-B: автореф. ... дис. канд. техн. наук / Т.Т. Кондратенко. - М., 1995. - 26 с.

9. Самсонов В.Г. Бор, его соединения и сплавы / В.Г. Самсонов. - Киев: Изд-во АНУССР. - 1960. - 590 с.

10. Неронов В.А. Бориды алюминия / В.А. Неронов. - Новосибирск: Наука, 1966. - 70 с.

11. Мурач Н.Н. / Н.Н. Мурач, В.Т. Мусиенко. В кн.: Тезисы докладов конференции по чистым металлам, металлическим соединениям и полупроводникам. - М.: Минцветметзолото, 1957. - С. 24.

12. Патент Японии №28683. 1970.

13. Патент США № 2578098. 1951.

14. Напалков В.И. Особенности взаимодействия жидкого алюминия с фтористыми солями тугоплавких металлов / В.И. Напалков, В.И. Тарарышкин, С.Ю. Белько // Бюлл. ВИЛСА: Технология легких сплавов. - 1980. - № 8. - C. 19-23.

15. Горбунов В.А. Разработка технологии получения лигатурного сплава алюминий-бор: автореф. ... дис. канд. техн. наук / В.А. Горбунов. - М., 1982. - 26 с.

16. Напалков В.И. Модифицирование алюминиевых деформируемых сплавов совместными добавками титана и бора: автореф. ... дис. канд. техн. наук / В.И. Напалков. - М.: 1974. - 27 с.

17. Шустеров В.С. Получение лигатуры Al-Ti-В в печах ИАТ-6 / В.С. Шустеров, В.П. Ивченков, В.И. Напалков, Е.Л. Лукина // Литейное производство. - 1985. - № 5. - C. 33-35.

18. Кокоулин В.Г. Модифицирование алюминиевых сплавов с применением лигатур с дисперсными инерметаллидами / М.П. Боргояков, Э.М. Гильдебрант // Цветные металлы. - 1989. - № 5. - C. 94-96.

19. Колесов М.С. Производство лигатур на основе алюминия с использованием печей ИАТ-6 / М.С. Колесов, С.В. Дюжанов, А.Е. Вехрина // Бюл. Цветная металлургия. - 1986. - № 10. - C. 29-31.

20. Колесов М.С. О модифицирующих свойствах многокомпонентных лигатур, содержащих бор и титан / М.С. Колесов, Т.К. Демыкин, В.П. Кедричев // Бюлл. ВИЛС. Технология легких сплавов. - 1995. - № 5. - С. 38-41.

21. Yücel Birol An improved practice to manufacture Al-Ti-B master alloys by reacting halide salts with molten aluminium / Yücel Birol // Journal Alloys and Compounds. - 2006. - V. 420. - N.1. - P. 71-76.

22. Гульдин И.Т. Исследование взаимодействия хлористого бора с жидким алюминием и флюсами / И.Т. Гульдин, В.И. Напалков, В.И. Москвитин [и др.] // Бюлл. ВИЛС: Технология легких сплавов. - 1980. - № 3. - С. 15-19.

23. Москвитин В.И. О возможности использования хлорида бора как альтернативы фторборату калия в производстве лигатур алюминий—бор. В порядке

137

обсуждения / В.И. Москвитин, В.А. Горбунов, С.В. Махов // Цветные металлы. -2005. - № 7. - C. 73-76.

24. Копельман Б. Материалы для ядерных реакторов / Б. Копельман. - М.: Госатомиздат, 1962. - 496 с.

25. Курдюмов А.В. Флюсовая обработка и фильтрование алюминиевых расплавов / А.В. Курдюмов, С.В. Инкин, В.С. Чулков. - М.: Металлургия, 1980. - 196 с.

26. Абрамов А.А. Совершенствование технологии производства лигатуры А1-В в электролизере / А.А. Абрамов, В.И. Шпаков - Цветная металлургия. Бюлл. НТИ. - 1978. - № 14. - С. 22-23.

27. Шпаков В.И. Опыт получения лигатуры А1-В в алюминиевом электролизере/ В.И. Шпаков, А.А. Абрамов // Цветная металлургия. Цветметинформация. - 1979. - № 14. - С. 36-38.

28. Григорьев Г.А. Физико-химические основы смачивания при удалении неметаллических включений в цветных металлах: автореф. ... дис. канд. техн. наук / Г.А. Григорьев. - М., 1977. - 45 с.

29. Par R. Monnier Obtention du bore par electrolyse de solutions cryolithiques de son sesquioxyde/ Par R. Monnier, P. Tissot, P. Pearson // Helf. Chim. Acta, 1966. -Vol. 49. - P. 438-447.

30. Ходаков Г.С. Влияние тонкого измельчения на физико-химические свойства твердых тел // Успехи химии. - 1963. - Т. XXII. - Вып. 7. - С. 860-861.

31. Fullman R.L. Measurement of Particle Sizes in Opaque Bodies / R.L. Fullman // Transaction AIME. - 1953. - V. 197. - P. 447-452.

32. Курдюмов А.В. Плавка и затвердивание сплавов цветных металлов / А.В. Курдюмов, М.В. Пикунов, Р.А. Бахтиаров. - М.: Металлургия, 1968. - 228 с.

33. Филатов Ю.Д. Перспективные области применения полуфабрикатов из Al-Mg-Sc сплавов / Ю.Д. Филатов - Технология легких сплавов. - 2003. - № 4. -С. 24-28.

34. Туркина Н.И. Фазовые взаимодействия в системе Al - Mg - Sc/ Н.И. Тур-

кина, В.И. Кузьмина // Изв. АН СССР. Металлы. - 1976. - № 4. - C. 208-212.

138

35. Закаров В.В. Особенности кристаллизации алюминиевых сплавов, легированных скандием / В.В. Закаров // МиТОМ. - 2011. - № 9. - С. 12-18.

36. Эскин Г.И. Влияние структуры заготовок на качество штампованных полуфабрикатов сплавов системы А1-7п-Н£-Си-7г / Г.И. Эскин, С.И. Боровикова // МиТОН. - 1993. - № 6. - С. 18-20.

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

38. Александров В.М. Материаловедение и технология конструкционных материалов: учебное пособие. Часть 1. Материаловедение. Стандарт третьего поколения / В.М. Александров. - Архангельск: Северный (Арктический) федеральный университет, 2015. - 327 с.

39. Никитин К.В. Модифицирование и комплексная обработка силуминов: учеб. пособие / К.В. Никитин. - 2-е изд., перераб. и доп. - Самара: Самар. гос. техн. ун-т, 2016. - 92 с.

40. Бакулин Д.В. Влияние модифицирующей лигатуры А1-Т1-В на алюминиевые сплавы // Евразийский Научный Журнал. - 2020. - № 5. - Рубрика: Технические науки. - С. 45-46

41. Попов Д.А. Альтернативные источники борсодержащего сырья для производства лигатуры А1-В (обзор) / Д.А. Попов, Д.В. Огородов, А.В. Трапезников // Труды ВИАМ. - 2015. - № 10. - С. 41-47.

42. Лигатура алюминий-титан-бор: патент на изобретение RU 2 644 221 С1, МПК С22С 21/00 (2006.01), С22С 1/03 (2006.01) / Б.П. Куликов, П.В. Поляков, В.Ф. Фролов, А.И. Безруких; заявитель и патентообладатель: Общество с ограниченной ответственностью «Безотходные и малоотходные технологии» (ООО «БМТ») ^Ц). - № 2016152034; заявл. 27.12.2016; опубл. 08.02.2018, бюл. № 4.

43. Утилизация дисперсных отходов ферросплавного производства на базе металлургического СВС-процесса / И.Р. Манашев, Т.О. Гаврилова, И.М. Шатохин [и др.] // Известия Высших Учебных Заведений. Черная Металлургия. 2020. -63 (8): 591-599.

44. Дибориды некоторых переходных металлов: свойства, области применения и методы получения. Часть 1. Дибориды титана и ванадия (обзор) / Ю.Л. Крутский, Н.Ю.Черкасова, Т.С. Гудыма [и др.] // Известия вузов. Черная металлургия. - 2021. - Т. 64. - № 2. - С. 149-164.

45. Способ получения прутковой лигатуры алюминий-титан-бор: патент на изобретение RU 2 110 597 С1, МПК С22С1/03 / Шпаков В.И., Севрюков В.С., Га-лиева Л.В., Нощик А.И., Трифоненков Л.П., Иванова Н.В., Разумкин В.С., Никитин В.М.; заявитель: Акционерное общество «Красноярский металлургический завод». - № 96112349/02, заявл. 17.06.1996; опубл. 20.06.1998.

46. Исследование параметров совмещённой обработки для получения лигатурных прутков из сплавов системы А1-Т1-Б / С.Б. Сидельников, Д.С. Ворошилов,

A.А. Старцев [и др.] // Журнал Сибирского федерального университета. Техника и технологии 5. - (2015-8). - С. 646-654.

47. Шляпцева А.Д. Комплексное влияние модифицирующих добавок на структуру и механические свойства сплава АК12 / Шляпцева А.Д., Петров И.А., Ряховский А.П., Моисеев В.С. // Вестник Московского авиационного института. -2016. - Т. 23. - № 3. - С. 175 -181.

48. Луц А.Р. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез алюминиевых сплавов: монография / А.Р. Луц, А.Г. Макаренко. - Самара: Самар. гос. техн. ун-т, 2008. - 175 с.

49. Напалков В.И. Лигатуры для производства А1 и Mg-сплавов / В.И. Напалков, Б.И. Бондарев, В.И. Тарарышкин и [др.]. - М.: Металлургия, 1983. -159 с.

50. Технология производства модифицирующих лигатур / М.С. Колесов,

B.А. Дегтярь, А.Ф. Принаев, В.Е. Морец // Литейное производство. - 1995. - № 8. - 79 с.

51. Циммерман Р. Металлургия и материаловедение / справ. изд. под ред. Р. Циммермана, К. Гюнтера (в пер. с нем.). - М.: Металлургия, 1982. - С. 283-293.

52. Напалков В.И. Лигатуры алюминиевые: структура и назначение: монография / В.И. Напалков, В.Н. Баранов, В.Ф. Фролов, - Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 2019. - 176 с.

53. Напалков Н.В. Модифицирование алюминиевых сплавов: монография / Напалков Н.В., Махов С.В., Поздняков А.В. - Издательский Дом НИТУ «МИ-СиС». - 2017. - 348 с.

54. Петров И.А., Исследование влияния комплексного модифицирующего флюса на процесс кристаллизации литейных алюминиевых сплавов / Петров И.А., Шляпцева А.Д., Ряховский А.П. - МАИ (НИИ). - 2016. - С. 145-148.

55. Гончаренко Е.С. Литейные алюминиевые сплавы (к 100-летию со дня рождения М.Б. Альтмана) / Е.С. Гончаренко, А.В. Трапезников, Д.В. Огородов // Электронный научный журнал «Труды ВИАМ». - 2014. - № 4. - С. 2.

56. Попов Д.А. Альтернативные источники борсодержащего сырья для производства лигатуры Al-B (обзор) / Д.А. Попов, Д.В. Огородов, А.В. Трапезников // Труды ВИАМ. - 2015. - № 10. - С. 41-47.

57. Поваров Г.Н. Норберт Винер и его «Кибернетика» (от редактора перевода) / Г.Н. Поваров // Н. Винер. Кибернетика, или управление и связь в животном и машине. - 2-е издание. - М.: Наука; Главная редакция изданий для зарубежных стран, 1983. - С. 5-28.

58. Box G. Problems in the analysis of growth / G. Box. - N-Y., 1936. - 376 p.

59. Чубинский А.Н. Методы и средства научных исследований. Методы планирования и обработки результатов экспериментов: учебное пособие для студентов, обучающихся по направлениям 35.03.02 и 35.04.02 «Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств», профиль «Технология деревообработки» / А.Н. Чубинский, Д.С. Русаков, И.М. Батырева, Г.С. Варанкина - СПб.: СПбГЛТУ, 2018. - 109 с.

60. Макаричев Ю.А. Методы планирование эксперимента и обработки данных: учеб. пособие / Ю.А. Макаричев, Ю.Н. Иванников - Самара: Самар. гос. техн. ун-т, 2016. - 131 с.: ил.

61. Третьяк Л. Н. Основы теории и практики обработки экспериментальных данных: учеб. пособие для бакалавриата и магистратуры / Л.Н. Третьяк, А.Л. Воробьев; под общ. ред. Л.Н. Третьяк. - 2-е изд., испр. и доп. - М.: Юрайт, 2017. -217 с. (Серия: Университеты России).

62. Бараз В.Р. Использование MS Excel для анализа статистических данных: учеб. Пособие / В.Р. Бараз, В.Ф. Пегашкин; М-во образования и науки РФ; ФГАОУ ВПО «УрФУ им. Первого Президента России Б.Н. Ельцина», Нижнета-гил. техн. ин-т (филиал). - 2-е изд., перераб. и доп. - Нижний Тагил: НТИ (филиал) УрФУ, 2014. - 181 с.

63. Бондарчук С.С. Статобработка экспериментальных данных в MS Excel: учебное пособие / С.С. Бондарчук, И.С. Бондарчук. - Томск: Издательство Томского государственного педагогического университета, 2018. - 433 с.

64. Ерещенко Т.В. Планирование эксперимента [Электронный ресурс]: учебно-практическое пособие / Т.В. Ерещенко, Н.А. Михайлова; М-во образования и науки Рос. Федерации, Волгогр. гос. архит.-строит. ун-т. - Электронные текстовые и графические данные (1,1 Мбайт). - Волгоград: Волг. ГАСУ, 2014. -Учебное электронное издание сетевого распространения. - Систем. требования: РС 486 DX-33; Microsoft Windows XP; Internet Explorer 6.0; Adobe Reader 6.0. -Официальный сайт Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета. - Режим доступа: http://www.vgasu.ru/publishing/on-line/ - Загл. с титул. экрана. ISBN 978-5-98276-728-8.

65. Ермолаев-Томин О.Ю. Математические методы в психологии: учебник для академического бакалавриата / О.Ю. Ермолаев-Томин. - 5-е изд., испр. и доп. - М.: Юрайт, 2017. - 511 с. - (Бакалавр. Академический курс). - ISBN 978-5-53403201-7. - Текст: электронный // Образовательная платформа Юрайт [сайт]. -URL: https://urait.ru/bcode (дата обращения: 20.02.2022).

66. Анисимова Н.П. Линейное программирование [Текст]: учеб.-метод. пособие / Н.П. Анисимова, Е.А. Ванина; Санкт-Петербургский филиал Нац. исслед. ун-та «Высшая школа экономики». - СПб.: НИУ ВШЭ - Санкт-Петербург, 2012. -70 с. - 150 экз. ISBN 978-5-00055-003-8 (в обл.).

142

67. Ковтунов А.И. Интерметаллидные сплавы: электронное учебное пособие / А.И. Ковтунов, С.В. Мямин. - Тольятти: Изд-во ТГУ, 2018. - 77 с.

68. Шморгун В.Г. Formation of Intermetallic Coating on 20880 Steel in the Liquid-Phase Inter-Reaction with Aluminum / В. Г. Шморгун, А. И. Богданов, В. П. Ку-левич // Solid State Phenomena. - Vol. 299: Materials Engineering and Technologies for Production and Processing V / ed. by A. A. Radionov. - Switzerland: Trans Tech Publications Ltd (Scientific.Net), 2020. - P. 914-919. - URL: https://www.scientific.net/SSP.299. (дата обращения: 07.03.2022 ).

69. Materials Under Extreme Conditions: Recent Trends and Future Prospects. Edited by: A.K. Tyagi and S. Banerjee.Book. - 2017. Chapter 9 - Intermetallics and Alloys for High Temperature Applications / R. Tewari, N.K. Sarkar, S. Banerjee. P. 293.ISBN 978-0-12-801300-7.

70. Joshua Pelleg. Basic Compounds for Superalloys / J. Pelleg // Mechanical Properties Book. - 2018.- Chapter 3. - Testing in Fe-based DO3. - P. 85. ISBN978-0-12-816133-3.

71. Joshua Pelleg. Basic Compounds for Superalloys / J. Pelleg // Mechanical Properties. Book - 2018. Chapter - 17 - Mechanical properties of L1 2. - P. 553-567. ISBN 978-0-12-816133-3.

72. Seetharama C. Deevi. Advanced intermetallic iron aluminide coatings for high temperature application / S.C. Deev // Progressin Materials Science. - Volume 118, May 2021. ISSN: 0079-6425.

73. Дресвянников А.Ф. Особенности формирования дисперсной полиметаллической системы Fe-Al-Mo-W в водных растворах / А.Ф. Дресвянников, М.Е. Колпаков, Е.А. Ермолаева // Журнал физической химии. 2020. - Т. 94. №. 6. -С. 823-828.

74. Дж. Чжан. Двухстадийный подход к производству алюминидов железа FeAl40 путем самораспространяющегося синтеза и спекания без давления / Дж. Чжан, А. Крисанту // Порошковая металлургия. - Т. 61. - 2018. - Вып. 4. - С. 313 -322.

75. Симонян А.В. Формирование слитков алюминидов Ni, Со и Fе методом СВС / А.В. Симонян, В.А. Горшков, В.И. Юхвид // Литейное производство. -1997. - № 7-8. - С. 21.

76. Механоактивация шихты для самораспространяющегося высокотемпературного синтеза алюминидов железа / А.И. Лецко, Т.Л. Талако, А.Ф. Ильюшенко [и др.] // Химия в интересах устойчивого развития - 2009. - 17 (6). - С. 621628.

77. Ремпель А.А. Материалы и методы нанотехнологий: учеб. пособие / А.А. Ремпель, А.А. Валеева. - Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та. - 2015. - 136 с.

78. Rawers J.C. Tensilefracture iron-iron aluminide foil composites / J.C. Rawers // Scripta Metallurgicaet Materiala. - 1994. - Vol. 30. - № 6. - P. 701 - 706.

79. Калита В.И. Плазменные покрытия с нанокристаллической и аморфной структурой: монография / В.И. Калита, Д.И. Комлев. - М.: «Лидер М», 2008. - 388 с.

80. Material transitions within multi-material laser deposited intermetallic iron aluminides / T. Hauser, Ph.P. Breese, T. Kamps [et al] // Additive Manufacturing. Volume 342020С. 101242.

81. Adler L. Electron beam based additive manufacturing of Fe3Al based iron aluminides - Processing window, microstructure and properties / L. Adler, Z. Fu, C. Koerner // Materials Science and Engineering A. - 2020. - Vol. 785. - P. 139.

82. Троянский А.А. Применение электрошлаковой технологии для получения алюминидов железа / А.А. Троянский, А.Д. Рябцев, Н.Н. Галян // Современная электрометаллургия. - 2004. - № 3 (76). - С. 11-14.

83. Safronov N.N. Mechanical properties of intermetallic alloys of the Fe-Al system obtained by a combined process from dispersed wastes of mechanical engineering / N.N. Safronov, L.R. Kharisov, Z.T. Zagretdinov // Chernye Metally. - 2022 (1). -P. 63-67. DOI: 10.17580/chm. 2022.01.10.

84. Яценко В.В. Получение металла при сжигании гранулированной термитной смеси / В.В. Яценко, А.Р. Самборук, А.П. Амосов // Известия Самарского

научного центра Российской академии наук. - 2010. - Т. 12. - № 4. - С. 298-305.

144

85. Kobyakov V.P. The Thermite Composite Mixtures: the Interconnection of the Combustion and Phase Formation Mechanisms; the New Pactical Use Prospects / V.P. Kobyakov // IX International symposium on self-propagating high-temperature synthesis. Abstractsbook. - 2008. - P. 102-103.

86. Третьяк Л.Н. Основы теории и практики обработки экспериментальных данных: учебное пособие для бакалавриата и магистратуры / Л.Н. Третьяк, А.Л. Воробьев; под общей редакцией Л.Н. Третьяк. - 2-е изд., испр. и доп. - М.: Юрайт, 2019. - 237 с. ISBN 978-5-534-08623-2. - Текст: электронный // Образовательная платформа Юрайт [сайт]. - URL: https://urait.ru/bcode/438922 (дата обращения: 01.03.2022).

87. Гапеева В.Д. Отсеивание грубых погрешностей результатов измерений с помощью различных критериев в среде Excel / В.Д. Гапеева, В.А. Цыбенко // Молодой ученый. - 2021. - № 49 (391). - С. 20-27.

88. Куликов Е.И. Прикладной статистический анализ. - 2-е изд., перераб и доп / Е.И. Куликов. - М.: ГЛТ. - 2018. - 464 c.

89. Подход к количественному определению эндогенных веществ в биожидкостях хромато графическим методом с использованием математического аппарата / В.В. Смирнов, Л.М. Красных, Г.В. Раменская, С.Б. Казанбеков // Фар-макокинетика и фармакодинамика. - 2021. - № 2. - С. 11-18.

90. Леонов А.Н. Основы моделирования: учебно-методическое пособие / А.Н. Леонов, М.М. Дечко, В.Б. Ловкис; под ред. А.Н. Леонова. - Минск: БГАТУ. - 2020. - 160 с. ISBN 978-985-25-0033-3.

91. Сафронов Н.Н. Формирование лигатуры на основе системы Al-Ti-B электрошлаковым процессом с привлечением дисперсных отходов машиностроения /Сафронов Н.Н., Харисов Л.Р., Фазлыев М.Р. // Ползуновский вестник. - №1.2022. - С.118-125.

92. Сафронов Н.Н. Влияние состава шихтовой композиции электрошлакового процесса получения лигатуры Al-Ti-B на её структуру / Сафронов Н.Н., Харисов Л.Р., Фазлыев М.Р. // Наукоемкие технологии в машиностроении. - №3(129). -2022. - C.3-9.

93. Сафронов Н.Н. Оптимизация модифицирования силуминового сплава лигатурой А1-Т1-Б, полученной из дисперсных отходов машиностроения электрошлаковым литьём / Сафронов Н.Н., Харисов Л.Р., Фазлыев М.Р. // Вестник югорского государственного университета. - №1(64). -2022. - С.32-41.

ПРИЛОЖЕНИЕ

УТВЕРЖДАЮ Технический директор

ООО «ПИК»

«ff?»

^ Микрюков И.В. ^gVT Q 2022 г.

АКТ

о проведении внедрения лигатуры Al-Ti-B при производстве отливок

Мы ниже подписавшиеся: от ФГАОУ ВО «КФУ» - профессор, д.т.н. Сафронов H.H., доцент, к.т.н. Харисов Л.Р., соискатель Фазлыев М.Р.; от ООО «ПИК» директор по литейному производству Анискович М.И., гл. инженер Подпанков А.П., мастер литейного производства Кузьмин Д.В.

Цель: Апробация лигатуры Al-Ti-B при приготовлении отливок из сплавов АМ4,5Кд и Ак7.

В процессе приготовления сплавов для модифицирования была использована лигатура Al-Ti-B. Выплавка сплавов производилась в индукционных тигельных печах ИСТ-04/08. Плавка велась в соответствии с утвержденным на предприятии технологическим процессом. Ввод лигатуры производился после полного расплавления и нагрева металла на завершающем этапе процесса плавки с отбором проб для определения химического состава сплава. В ходе выполнения работ отмечали следующие особенности - лигатура усваивалась быстро и в полном объеме, в процессе ввода лигатуры отмечается стабильность усвоения элементов, что позволяет выполнять точную дозировку и снизить расход лигатуры. Отливки, залитые с применением опытной лигатуры, прошли полный цикл термической обработки по режиму Т5 (закалка со старением). В результате удалось достичь следующих показателей механических свойств (испытания проводились на отдельно отлитых образцах):

из сплавов Ак4,5кд и Ак7

Марка сплава Показатель Было Стало

АМ4,5Кд (ВАЛЮ) Прочность а„, Мпа 405* 423*

Относительное удлинение, % 8,1* 10,5*

Ак7 Прочность ов, Мпа 415* 431*

Относительное удлинение, % 9,2* 11,6*

Примечание - * средние значения показателей. Нормативные значения прочности и относительного удлинения для сплава ВАЛЮ - не менее 400 Мпа и 7% (в соответствии с требованиями ГОСТ 1583-93); для сплава Ак7 - не менее 400 Мпа и 7% (в соответствии с требованиями ТУ1-92-58-79).

Согласовано:

ФГАОУ ВО «КФУ» ООО «ПИК»