<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">cvmet</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Известия вузов. Цветная металлургия</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Izvestiya. Non-Ferrous Metallurgy</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">0021-3438</issn><issn pub-type="epub">2412-8783</issn><publisher><publisher-name>НИТУ "МИСИС"</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.17073/0021-3438-2016-3-28-33</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">cvmet-349</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>Литейное производство</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>Foundry</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>ВЛИЯНИЕ ОБРАБОТКИ РАСПЛАВОВ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМИ АКУСТИЧЕСКИМИ ПОЛЯМИ НА СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА СПЛАВОВ СИСТЕМЫ Al–Si</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Influence of melt processing with electromagnetic acoustic fields on the structure and properties of Al–Si system alloys</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Тимошкин</surname><given-names>И. Ю.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Timoshkin</surname><given-names>I. Yu.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>канд. техн. наук, доцент кафедры литейных и высокоэффективных технологий СамГТУ. Тел.: +7 (846) 333-61-01. Факс: +7 (846) 242-22-68.</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Cand. Sci. (Tech.), associate prof., Department of foundry and high-efficiency technologies (FHET), Samara State Technical University (SSTU) (443100, Russia, Samara, Molodogvardeiskaya str., 244).</p></bio><email xlink:type="simple">ivan-mns@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Никитин</surname><given-names>К. В.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Nikitin</surname><given-names>K. V.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>докт. техн. наук, доцент, гл. науч. сотр. кафедры литейных и высокоэффективных технологий СамГТУ. Тел.: +7 (846) 333-61-01.  Факс: +7 (846) 242-22-68.</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Dr. Sci. (Tech.), associate prof, chief researcher, Department of FHET, SSTU.</p></bio><email xlink:type="simple">kvn-6411@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Никитин</surname><given-names>В. И.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Nikitin</surname><given-names>V. I.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>докт. техн. наук, проф., зав. кафедры литейных и высокоэффективных технологий СамГТУ.  Тел./факс: +7 (846) 242-22-68. </p></bio><bio xml:lang="en"><p>Dr. Sci. (Tech.), prof., head of the Department of FHET, SSTU</p></bio><email xlink:type="simple">tlp@samgtu.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Деев</surname><given-names>В. Б.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Deev</surname><given-names>V. B.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>докт. техн. наук, профессор кафедры литейных технологий и художественной обработки металлов НИТУ «МИСиС», гл. науч. сотр. Инжинирингового центра «Литейные технологии и материалы» НИТУ «МИСиС» .</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Dr. Sci. (Tech.), professor of the Department of foundry technologies and material art working MISIS, chief researcher of the Engineering Centre «Foundry technologies and materials», National University of Science and Technology «MISIS» (119049, Russia, Moscow, Leninskii pr., 4).</p></bio><email xlink:type="simple">deev.vb@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-2"/></contrib></contrib-group><aff xml:lang="ru" id="aff-1"><institution>Самарский государственный технический университет (СамГТУ), 443100, г. Самара, ул. Молодогвардейская, 244</institution><country>Russian Federation</country></aff><aff xml:lang="ru" id="aff-2"><institution>Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», г. Москва, 119049, г. Москва, Ленинский пр-т, 4</institution><country>Russian Federation</country></aff><pub-date pub-type="collection"><year>2016</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>06</day><month>06</month><year>2016</year></pub-date><volume>0</volume><issue>3</issue><fpage>28</fpage><lpage>33</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Тимошкин И.Ю., Никитин К.В., Никитин В.И., Деев В.Б., 2016</copyright-statement><copyright-year>2016</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Тимошкин И.Ю., Никитин К.В., Никитин В.И., Деев В.Б.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Timoshkin I.Y., Nikitin K.V., Nikitin V.I., Deev V.B.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://cvmet.misis.ru/jour/article/view/349">https://cvmet.misis.ru/jour/article/view/349</self-uri><abstract><p>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.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>The research on the influence of melt processing with electromagnetic acoustic fields on the structure and properties of binary alloys Al–12%Si and Al–20%Si was conducted. The frequency of electromagnetic field induced in the loop antenna was changed between 500, 1000 and 2000 kHz during the experiments. Melts were processed after their degassing and refining. It was determined that this method of melt processing reduces the average total time of alloy production by 12 %. Short-term treatment of melts with electromagnetic acoustic fields helps to grind main phase alloy components and to improve their mechanical properties. Grinding of α-Al dendrites (from 30 to 22 μm) and eutectic Si crystals (from 13 to 10 μm) was observed while processing Al–12%Si eutectic alloy with a frequency of 500 kHz. At the same time, Al–20%Si hypereutectic alloy treatment with a frequency of 1000 kHz led to reduction of eutectic Si crystals from 8 to 5 μm, and of primary Si crystals – from 90 to 62 μm. Under specified processing conditions the tensile strength of Al–12%Si eutectic alloy increased by 13 %, and elongation – by 17 %, the same mechanical properties of Al–20%Si hypereutectic alloy increased by 9 and 65 % respectively. Based on the studies performed it was concluded that the choice of parameters for Al–Si melt processing with electromagnetic acoustic fields depended on the silicon content in the alloy. The increase in silica concentration needs treatment with the waves of higher vibration frequency. This processing technique allows modifying the fine crystalline structure of alloys and as a result causes an improvement of their mechanical properties. It can be successfully used for the production of fine-grained ligatures and Al–Si system alloys. However, further research is required to determine optimal processing parameters depending on the structure of the original charge and the nature of the alloys.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>электромагнитные акустические поля</kwd><kwd>сплавы системы Al–Si</kwd><kwd>твердожидкий сплав</kwd><kwd>диспергирование кремния</kwd><kwd>микроструктура</kwd><kwd>механические свойства</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>electromagnetic acoustic fields</kwd><kwd>Al–Si system alloys</kwd><kwd>solid-liquid alloy</kwd><kwd>silica dispersion</kwd><kwd>microstructure</kwd><kwd>mechanical properties</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Nappi C. The global aluminium industry 40 years from 1972 // World Aluminium. 2013. Р. 1—27.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Nappi C. The global aluminium industry 40 years from 1972. World Aluminium. 2013. 1—27.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Brodova I.G., Popel P.S., Eskin G.I. Liquid metal processing: application to aluminium alloy production. N.Y.: Gordon&amp;Breach. L., 2004.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Brodova I.G., Popel P.S., Eskin G.I. Liquid metal processing: application to aluminium alloy production. N.Y.: Gordon&amp;Breach. L., 2004.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Деев В.Б. Получение герметичных алюминиевых сплавов из вторичных материалов. М.: Флинта: Наука, 2006.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Deev V.B. Poluchenie germetichnykh alyuminievykh splavov iz vtorichnykh materialov [Obtaining a sealed alyuminum alloys from recycled materials]. Moscow: Flinta: Nayka, 2006.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Wang J., He S., Sun B., Zhou Y., Guo Q., Nishio M. A356 alloy refined by melt thermal treatment // Int. J. Cast Met. Res. 2001. No. 14. P. 165—168.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Wang J., He S., Sun B., Zhou Y., Guo Q., Nishio M. A356 alloy refined by melt thermal treatment. Int. J. Cast Met. Res. 2001. No. 14. P. 165—168.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Gu Z.H., Wang H.Y., Zheng N., Zha M., Jiang L.L., Wang W., Jiang Q.C. Effect of melt superheating treatment on the cast microstructure of Mg—1.5Si—1Zn alloy // J. Mater. Sci. 2008. Vol. 43. No. 3. P. 980—984.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Gu Z.H., Wang H.Y., Zheng N., Zha M., Jiang L.L., Wang W., Jiang Q.C. Effect of melt superheating treatment on the cast microstructure of Mg—1.5Si—1Zn alloy. J. Mater. Sci. 2008. Vol. 43. No. 3. P. 980—984.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Liu Z., Liu X.M., Xie M. Microstructure and properties of in situ Al—Si—Mg2Si composite prepared by melt superheating // Appl. Mech. Mater. 2011. Vol. 52—54. P. 750—754.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Liu Z., Liu X.M., Xie M. Microstructure and properties of in situ Al-Si-Mg2Si composite prepared by melt superheating. Appl. Mech. Mater. 2011. Vol. 52—54. P. 750—754.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Li Q.L., Xia T.D., Lan Y.F., Li P.F. Effects of melt superheat treatment on microstructure and wear behaviours of hypereutectic Al—20Si alloy // Mater. Sci. Technol. 2014. Vol. 30. No. 7. P. 835—841.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Li Q.L., Xia T.D., Lan Y.F., Li P.F. Effects of melt superheat treatment on microstructure and wear behaviours of hypereutectic Al-20Si alloy. Mater. Sci. Technol. 2014. Vol. 30. No. 7. P. 835—841.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Эскин Г.И. Влияние кавитационной обработки расплава на структуру и свойства литых и деформированных легких сплавов // Вестн. РАЕН. 2010. No. 3. С. 82—89.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Eskin G.I. Vliyanie kavitatsionnoi obrabotki rasplava na strukturu i svoistva litykh i deformirovannykh lyegkikh splavov [The influence of cavitation treatment of the melt on the structure and properties of cast and deformed light alloys]. Vestnik RAEN. 2010. No. 3. P. 82—89.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Han Y., Li K., Wang J., Sun B. Influence of high-intensity ultrasound on grain refining performance of Al—5Ti—1B master alloy on aluminium // Mater. Sci. Eng. A. 2005. Vol. 405. P. 306—312.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Han Y., Li K., Wang J., Sun B. Influence of high-intensity ultrasound on grain refining performance of Al—5Ti—1B master alloy on aluminium. Mater. Sci. Eng. A. 2005. Vol. 405. P. 306—312.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Jian X., Xu H., Meek T.T., Han Q. Effect of power ultrasound on solidification of aluminium A356 alloy // Mater. Lett. 2005. No. 59. P. 190—193.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Jian X., Xu H., Meek T.T., Han Q. Effect of power ultrasound on solidification of aluminium A356 alloy. Mater. Lett. 2005. No. 59. P. 190—193.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Bhojak K., Mavani A., Bhatt N. Ultrasonic treatment to molten FEM©TM aluminum alloy and effects of ultrasound treatment melt temperature on hardness // Int. J. Res. Adv. Eng. 2013. Vol. 1. No. 3. P. 1—12.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Bhojak K., Mavani A., Bhatt N. Ultrasonic treatment to molten FEM©TM aluminum alloy and effects of ultrasound treatment melt temperature on hardness. Int. J. Res. Adv. Eng. 2013. Vol. 1. No. 3. P. 1—12.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Глущенков В.А., Черников Д.Г., Никитин В.И., Никитин К.В. О воздействии импульсных магнитных полей на расплавы // Металлургия машиностроения. 2012. No. 4. С. 47—50.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Glushchenkov V.A., Chernikov D.G., Nikitin V.I., Nikitin K.V. O vozdeistvii impul’snykh magnitnykh polei na rasplavy [About the effects of pulsed magnetic fields on the melt]. Metallurgiya mashinostroeniya. 2012. No. 4. P. 47—50.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Белкин В.С., Бухарин В.А., Дубровин В.К. Наносекундные электромагнитные импульсы и их применение / Под ред. В.В. Крымского. Челябинск: Татьяна Лурье, 2001.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Belkin V.S., Bukharin V.A., Dubrovin V.K. Nanosekundnye elektromagnitnye impul’sy i ikh primenenie [Nanosecond electromagnetic pulses and their application]. Chelyabinsk: Tatiana Lurie, 2001.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ри Э.Х., Ри Хосен, Дорофеев С.В., Якимов В.И. Влияние облучения жидкой фазы наносекундными электромагнитными импульсами на ее строение, процессы кристаллизации, структурообразования и свойства литейных сплавов. Владивосток: Дальнаука, 2008.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ri E.H., Ri Hosen, Dorofeev S.V., Yakimov V.I. Vliyanie oblucheniya zhidkoi fazy nanosekundnymi elektromagnitnymi impul’sami na ee stroenie, protsessy kristallizatsii, strukturoobrazovaniya i svoistva liteinykh splavov [Effect of irradiation of the liquid phase by nanosecond electromagnetic pulses on its structure, crystallization, structure and properties of casting alloys]. Vladivostok: Dal’nauka, 2008.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Зарембо В.И. Фоновое резонансно-акустическое управление гетерофазными процессами // Теорет. основы хим. технологии. 2006. Т. 49. No. 5. С. 520— 532.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Zarembo V.I. Fonovoe rezonansno-akusticheskoe upravlenie geterofaznymi protsessami [Background resonanceacoustic control of heterophase processes]. Teoreticheskie osnovy khimicheskoi tekhnologii. 2006. Vol. 49. No. 5. P. 520—532.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit16"><label>16</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Никитин В.И., Никитин К.В., Тимошкин И.Ю. Способ приготовления мелкокристаллической алюминиево-кремниевой лигатуры: Пат. 2448180 (РФ). 2011.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Nikitin V.I., Nikitin K.V., Timoshkin I.Yu. Sposob prigotovleniya melkokristallicheskoi alyuminievo-kremnievoi ligatury [Method of preparing finely-crystalline aluminum-silicon master-alloy]: Pat. 2448180 (RF). 2011.</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
