cvmetИзвестия вузов. Цветная металлургияIzvestiya. Non-Ferrous Metallurgy0021-34382412-8783НИТУ МИСИС10.17073/0021-3438-2016-6-55-64cvmet-411Research ArticleЛитейное производствоFoundryВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ НА СТРУКТУРУ И МОДИФИЦИРУЮЩУЮ СПОСОБНОСТЬ Al–Sc-СПЛАВОВEFFECT OF CRYSTALLIZATION CONDITIONS ON STRUCTURE AND MODIFYING ABILITY OF Al–Sc ALLOYSТкачеваО. Ю.TkachevaO. Yu.

докт. хим. наук, вед. науч. сотрудник лаборатории электродных процессов

Dr. Sci. (Chem.), Leading Research Scientist

o.tkacheva@ihte.uran.ruБродоваИ. Г.BrodovaI. G.

докт. техн. наук, проф., гл. науч. сотрудник лаборатории цветных сплавов

Dr. Sci. (Eng.), Chief Research Scientist

brodova@imp.uran.ruАрхиповП. А.ArkhipovP. A.

канд. хим. наук, ст. науч. сотрудник  лаборатории электродных процессов

PhD, Senior Researcher

arh@ihte.uran.ruЗайковЮ. П.ZaikovYu. P.

докт. хим. наук, проф., зав. кафедрой технологии электрохимических производств УрФУ, научный руководитель ИВТЭ УрО РАН

Dr. Sci. (Chem.), Prof., Research Supervisor of IHTE UrB RAS, Head of Department «Technology of electrochemical productions», UrFU

dir@ihte.uran.ruИнститут высокотемпературной электрохимии (ИВТЭ) УрО РАН, г. ЕкатеринбургРоссияInstitute of High-Temperature Electrochemistry of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences (IHTE UrB RAS)Russian FederationИнститут физики металлов имени М.Н. Михеева (ИФМ) УрО РАН, г. ЕкатеринбургРоссияInstitute of Metal Physics of the Ural Branch of the Russian Academy of Science named by M.N. MikheevRussian FederationУральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина (УрФУ), г. Екатеринбург Институт высокотемпературной электрохимии (ИВТЭ) УрО РАН, г. ЕкатеринбургРоссияInstitute of High-Temperature Electrochemistry of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences (IHTE UrB RAS) UrFURussian Federation201602022017065564Copyright © Ткачева О.Ю., Бродова И.Г., Архипов П.А., Зайков Ю.П., 20172017Ткачева О.Ю., Бродова И.Г., Архипов П.А., Зайков Ю.П.Tkacheva O.Y., Brodova I.G., Arkhipov P.A., Zaikov Y.P.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://cvmet.misis.ru/jour/article/view/411

Исследовано влияние режимов термовременной обработки и скорости охлаждения металлических расплавов на закономерности кристаллизации Al–Sc-сплавов, их структуру, свойства и модифицирующую способность. В качестве исходной шихты для литья использовали отливки Al–Sc-сплавов, полученные электролизом солевых расплавов KF–NaF– AlF3–Sc2O3 при 820–850 °С. Установлено, что, меняя величину перегрева расплава и температуру литья, можно в широких пределах варьировать форму, количество и размеры кристаллов. Модифицирующее действие литой и быстрозакаленной лигатур, а также лигатурного сплава, полученного электролизом, протестировано на сплавах Al–4,5%Cu. Наибольший эффект измельчения структуры сплава Al–4,5%Cu–0,4%Sc был достигнут при использовании быстрозакаленной лигатуры.

The study covers the impact of thermo-time processing and cooling rate of molten metal on the crystallization regularities, structure, properties and modifying ability of Al–Sc alloys. The Al–Sc alloys obtained by electrolysis in the KF–NaF–AlF3–Sc2O3 melts at 820–850 °C were used as an initial charge for casting. It was found that changes in overheat values and casting temperatures make it possible to vary the shape, number and size of crystals in a wide range. The modifying effect of the cast and fast-quenched master alloys and alloy produced by electrolysis was tested on Al–4,5%Cu alloys. The greatest refinement of the Al–4,5%Cu–0,4%Sc alloy structure was obtained with the fast-quenched master alloy.

сплавы Al–Scлигатура литаялигатура быстрозакаленнаямодифицирующая способностьструктураинтерметаллидыAl–Sc alloyscast master alloyfast-quenched master alloysmodifying abilitystructureintermetallic compoundsReferencesЕлагин В.И., Захаров В.В., Ростова Т.Д. Перспективы легирования алюминиевых сплавов скандием // Цвет. металлы. 1983. No. 12. С. 96—99.Elagin V.I., Zakharov V.V., Rostova T.D. Perspectivy legirovaniya aluminievych splavov scandiem [Prospects of alloying aluminum alloy with scandium]. Tzvet. metally. 1983. No. 12. P. 96—99.Елагин В.И., Захаров В.В., Филатов Ю.А. Некоторые металловедческие принципы легирования, технологии производства и термической обработки алюминиевых сплавов, легированных скандием // Технол. легких сплавов. 1989. No. 9. С. 27—34.Elagin V.I., Zakharov V.V., Filatov Yu.A. Nekotorye metal-lovedcheskie prinzipy legirovaniya, technologii proizvodstva i termicheskoi obrabotki aluminievyh splavov, legirovannyh scandiem [Some material science principles of alloying, production technology and heat treatment of aluminum alloys doped with scandium]. Technologiya leg-kih splavov. 1989. No. 9. P. 27—34.Филатов Ю.А. Деформируемые сплавы на основе системы Al—Mg—Sc // МиТОМ. 1996. No. 6. С. 33—36.Filatov Yu.A. Deformiruemye splavy na osnove sistemy Al—Mg—Sc [Strained alloys based on the Al—Mg—Sc system]. Metallovedenie i termicheskaja obrabotka metallov. 1996. No. 6. P. 33—36.Захаров В.В., Ростова Т.Д. Высокопрочный свариваемый сплав 1970 на основе системы Al—Zn—Mg // МиТОМ. 2005. No. 4. С. 10—17.Zakharov V.V., Rostova T.D. Vysokoprochnui svarivaemyi splav 1970 na osnove systemy Al—Zn—Mg [High-strength weldable alloy 1970 on the basis of the Al—Zn— Mg system]. Metallovedenie i termicheskaja obrabotka metallov. 2005. No. 4. P. 10—17.Елагин В.И., Захаров В.В., Филатов Ю.А., Ростова Т.Д. Разработка перспективных алюминиевых сплавов, легированных скандием // Перспективные технологии легких и специальных сплавов. М.: Физмат-лит, 2006. С. 181—193.Elagin V.I., Zakharov. V.V, Filatov Yu.A., Rostov T.D. Razrabotka perspektivnuh aluminievyh splavov, legirovannyh scandiem [Developing advanced aluminum alloys doped with scandium]. In: Perspektivnye tehnologii legkih i special’nyh splavov [Advanced technologies of light and special alloys]. Moscow: Fizmatlit, 2006. P. 181—193.Захаров В.В. Влияние скандия на структуру и свойства алюминиевых сплавов // МиТОМ. 2003. No. 7. С. 7—14.Zakharov V.V. Vliyanie scandia na structuru i svoystva aluminievyh splavov [Effect of scandium on structure and properties of aluminum alloys]. Metallovedenie i termicheskaja obrabotka metallov. 2003. No. 7. P. 7—14.Напалков В.И., Махов С.В., Попов Д.А. Производство лигатур для алюминиевых сплавов // МиТОМ. 2011. No. 10. С. 18—24.Napalkov V.I., Makhov S.V., Popov D.A. Proizvodstvo ligatur dlya aluminievyh splavov [Production of master alloys for aluminum alloys]. Metallovedenie i termicheskaja obrabotka metallov. 2011. No. 10. P. 18—24.Бродова И.Г., Попель П.С., Барбин Н.М., Ватолин Н.А. Исходные расплавы как основа формирования структуры и свойств алюминиевых сплавов. Екатеринбург: УрО РАН, 2005.Brodova I.G., Popel P.S., Barbin N.M., Vatolin N.A. Ishodnye rasplavy kak osnova formirovaniya struktury I svoystv aluminievyh splavov [Initial melt as the basis for formation of structure and properties of aluminum alloys]. Ekaterinburg: Ural Branch of Russian Academy of Sciences, 2005.Никитин В.И., Никитин К.В. Наследственность в литых сплавах. М.: Машиностроение-1, 2005.Nikitin V.I., Nikitin K.V. Nasledstvennost’ v lityh splavah. [Heredity in cast alloys.]. Moscow: Mashinostroenie-1, 2005.Бродова И.Г., Поленц И.В., Есин В.О., Лобов Е.М. Закономерности формирования литой структуры пере-охлажденных Al—Ti-сплавов // ФММ. 1992. No. 1. С. 84—89.Brodova I.G., Polenz I.V., Esin V.O., Lobov E.M. Zakonomernisti formirovaniya litoi structury pereohlazhdennyh Al—Ti splavov [Regularities of formation of the cast structure of supercooled Al—Ti alloys]. Fizika metallov i metallovedenie. 1992. No. 1. P. 84—89.Бродова И.Г., Поленц И.В., Попель П.С. Роль структуры лигатурных сплавов при модифицировании алюминиевых сплавов цирконием // ФММ. 1993. Т. 76. No. 5. С. 123—131.Brodova I.G., Polenz I.V., Popel P.S. Rol’ structury ligaturnyh splavov pri modifitzirovanii aluminievyh splavov zirkoniem [A contribution of master alloys structure during modification of aluminum alloys with zirconium]. Fizika metallov i metallovedenie. 1993. Vol. 76. No. 5. P. 123—131.Голубев С.В., Коржавина О.А., Попель П.С., Кононенко В.И., Бродова И.Г., Поленц И.В., Шубина Т.Б. Влияние вязкости и электросопротивления на структурное состояние расплавов Al—Sc и строение литого металла // Металлы. 1991. No. 1. С. 46—51.Golubev S.V., Korzhavina O.A., Popel P.C., Kononenko V.I., Brodova I.G., Polenz I.V., Shubin T.B. Vliyanie vyaskosti i electrosoprotivleniya na structurnoe sostoyanie rasplavov Al—Sc i stroenie litogo metalla [Effects of viscosity and electrical resistivity on the structural state of Al—Sc melts and structure of cast metal]. Metally. 1991. No. 1. P. 46—51.Shtefanyuk Yu., Mann V., Pingin V., Vinogradov D., Zaikov Yu., Tkacheva O., Nikolaev A., Suzdaltsev A. Production of Al—Sc alloy by electrolysis of cryolite-scandium oxide melts // Light Metals. 2015. P. 589—593.Shtefanyuk Yu., Mann V., Pingin V., Vinogradov D., Zaikov Yu., Tkacheva O., Nikolaev A., Suzdaltsev A. Production of Al—Sc alloy by electrolysis of cryolite-scandium oxide melts. Light Metals. 2015. P. 589—593.Захаров В.В. Кинетика распада твердого раствора скандия в алюминии в двойных сплавах Al—Sc // МиТОМ. 2015. No. 7. С. 44—48.Zakharov V.V. Kinetika raspada tverdogo rastvora scan-diya v aluminii v dvoinyh splavah Al—Sc [Decomposition kinetics of solid solution of scandium in aluminum in binary alloys Al—Sc]. Metallovedenie i termicheskaja obrabotka metallov. 2015. No. 7. P. 44—48.Захаров В.В. Особенности кристаллизации алюминиевых сплавов, легированных скандием // МиТОМ. 2011. No. 9. С. 12—18.Zakharov V.V. Osobennosti kristallizatzii aluminievyh splavov, legirovannyh scandiem [Crystallisation features of aluminum alloys doped with scandium]. Metallovedenie i termicheskaja obrabotka metallov. 2011. No. 9. P. 12—18.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.