cvmetИзвестия вузов. Цветная металлургияIzvestiya. Non-Ferrous Metallurgy0021-34382412-8783НИТУ МИСИС10.17073/0021-3438-2017-3-72-76cvmet-509Research ArticleЛитейное производствоFoundryВЛИЯНИЕ МОДИФИКАТОРОВ НА ИЗМЕНЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СИЛУМИНОВINFUENCE OF MODIFIERS ON THE CHANGE OF MECHANICAL PROPERTIES OF SILUMINSНикитинК. В.NikitinK. V.

Доктор технических наук, доцент, декан факультета машиностроения, металлургии и транспорта

(443100, г. Самара, ул. Молодогвардейская, 244). 

Dr. Sci. (Tech.), associate prof., dean of the faculty of mechanical engineering, metallurgy and transport 

(443100, Russia, Samara, Molodogvardeiskaya str., 244)

kvn-6411@mail.ruНикитинВ. И.NikitinV. I.tlp@samgtu.ruТимошкинИ. Ю.TimoshkinI. Yu.ivan-mns@mail.ruСамарский государственный технический университетРоссияSamara State Technical UniversityRussian Federation201712062017037276Copyright © Никитин К.В., Никитин В.И., Тимошкин И.Ю., 20172017Никитин К.В., Никитин В.И., Тимошкин И.Ю.Nikitin K.V., Nikitin V.I., Timoshkin I.Y.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/509

Повышение суммы легирующих элементов в промышленных силуминах обуславливает формирование в их структуре избыточных интерметаллидных фаз. При внесении в такие сплавы модификаторов выше некоторого определенного количества происходит огрубление структурных составляющих вследствие перемодифицирования, что может вызвать снижение механических свойств литых сплавов. С увеличением суммы легирующих элементов в сплавах от 7,35 % (АК7ч) до 14,3 % (АК10М2Н) оптимальный расход модифицирующего микрокристаллического переплава уменьшается с 0,6 до 0,3 мас.%. При использовании лигатуры AlTi5 оптимальное количество вводимого титана снижается с 0,05 до 0,01 %, а в случае лигатуры AlTi5B1 – с 0,02 до 0,01 %. С увеличением содержания кремния усиливается модифицирующее воздействие лигатуры AlSr10, причем при меньших количествах вводимого в сплавы стронция. Показано, что расход ме-таллического модификатора зависит от его модифицирующей способности, а также от суммы легирующих элементов в модифицируемом силумине.

An increase in the sum of alloying elements in industrial silumins causes excess intermetallic phases to form in their structure. When the amount of modifiers introduced into such alloys exceeds a certain amount, structural components coarsen due to overmodification, which may cause deterioration of mechanical properties of cast alloys. As the amount of alloying elements in alloys increases from 7,35 % (АК7ch) to 14,3 % (АК10М2N), the optimum consumption of the modifying microcrystalline remelt decreases from 0,6 to 0,3 wt.%. The optimum amount of introduced titanium is reduced from 0,05 to 0,01 % when using the AlTi5 master alloy and from 0,02 to 0,01 % when using the AlTi5B1 master alloy. With an increase in the silicon content, the modifying effect of the AlSr10 master alloy is enhanced, while the amounts of strontium introduced into alloys are smaller. The paper demonstrates that metallic modifier consumption depends on its modifying property, as well as on the sum of alloying elements in the modified silumin.

промышленные силуминысумма легирующих элементовмикрокристаллический модифицирующий переплавмикрокристаллические модифицирующие лигатурыоптимальный расход модификаторовindustrial siluminsamount of alloying elementsmicrocrystalline modifying remeltmicrocrystalline modifying master alloysoptimized flow of modifiersМинистерство образования и науки Российской ФедерацииReferencesMishra R.K., Venkatesh R. Theoretical evaluation of structural and various associated properties of Al—Si melts // Chem. Phys. 2008. Vol. 354. No. 1—3. P. 112—117.Mishra R.K., Venkatesh R. Theoretical evaluation of structural and various associated properties of Al—Si melts. Chem. Phys. 2008. Vol. 354. No. 1—3. P. 112—117.Piątkowski J. The effect of Al—17wt.%Si alloy melt overheating on solidification process and microstructure evolution // Solid State Phenomena. 2011. Vol. 176. P. 29—34.Piątkowski J. The effect of Al—17wt.%Si alloy melt over heating on solidification process and microstructure evolution. Solid State Phenomena. 2011. Vol. 176. P. 29—34.Shittu M.D., Ibitoye S.A., Olawale J.O., Popoola A.P.I. Superheat influence on mechanical properties of cast hy-poeutectic aluminium-silicon alloy // Int. J. Cast Met. Res. 2012. Vol. 25. No. 3. P. 170—175.Shittu M.D., Ibitoye S.A., Olawale J.O., Popoola A.P.I. Superheat influence on mechanical properties of cast hy-poeutectic aluminium-silicon alloy. Int. J. Cast Met. Res. 2012. Vol. 25. No. 3. P. 170—175.Piątkowski J., Gajdzik B., Matuła T. Crystallization and structure of cast A390.0 alloy with melt overheating temperature // Metalurgija. 2012. Vol. 51. No. 3. P. 321—324.Piątkowski J., Gajdzik B., Matuła T. Crystallization and structure of cast A390.0 alloy with melt overheating temperature. Metalurgija. 2012. Vol. 51. No. 3. P. 321—324.Calvo-Dahlborg M., Popel P.S., Kramer M.J., Besser M., Morris J.R., Dahlborg U. Superheat-dependent micro-structure of molten Al—Si alloys of different compositions studied by small angle neutron scattering // J. Alloys Compd. 2013. Vol. 550. P. 9—22.Calvo-Dahlborg M., Popel P.S., Kramer M.J., Besser M., Morris J.R., Dahlborg U. Superheat-dependent micro-structure of molten Al—Si alloys of different compositions studied by small angle neutron scattering. J. Alloys Compd. 2013. Vol. 550. P. 9—22.Barekar N.S., Babu N.H., Fan Z., Dhindaw B.K. Effect of intensive shearing on morphology of primary silicon and properties of hypereutectic Al—Si alloy // Mater. Sci. Technol. 2010. Vol. 26. No. 8. P. 975—980.Barekar N.S., Babu N.H., Fan Z., Dhindaw B.K. Effect of intensive shearing on morphology of primary silicon and properties of hypereutectic Al—Si alloy. Mater. Sci. Technol. 2010. Vol. 26. No. 8. P. 975—980.Liu Z., Xie M. Hypereutectic Al—Si—Mg in situ composite prepared by melt superheating // Adv. Mater. Res. 2011. Vol. 194—196. P. 113—116.Liu Z., Xie M. Hypereutectic Al—Si—Mg in situ composite prepared by melt superheating. Adv. Mater. Res. 2011. Vol. 194—196. P. 113—116.Sun Y., Wang Q., Geng H. Effects of complex modificating technique on microstructure and mechanical properties of hypereutectic Al—Si alloys // J. Mater. Sci. 2012. Vol. 47. No. 5. P. 2104—2109.Sun Y., Wang Q., Geng H. Effects of complex modificating technique on microstructure and mechanical properties of hypereutectic Al—Si alloys. J. Mater. Sci. 2012. Vol. 47. No. 5. P. 2104—2109.Al Kahtani S.A. Effect of melt thermal treatment on eutectic silicon particles characteristics in cast Al—Si—Mg alloys // Adv. Mater. Sci. Appl. 2013. Vol. 2. Iss. 4. P. 144— 153.Al Kahtani S.A. Effect of melt thermal treatment on eutectic silicon particles characteristics in cast Al—Si—Mg alloys. Adv. Mater. Sci. Appl. 2013. Vol. 2. Iss. 4. P. 144—153.Nagendra Prasad K., Kumar R. Investigations on effects of grain refinement on aluminum alloy casting // Int. J. Emerg. Trends Eng. Develop. 2015. Vol. 4. Iss. 5. P. 490— 501.Nagendra Prasad K., Kumar R. Investigations on effects of grain refinement on aluminum alloy casting. Int. J. Emerg. Trends Eng. Develop. 2015. Vol. 4. Iss. 5. P. 490—501.Rathod N.R., Manghani J.V. Effect of modifier and grain refiner on cast Al-7Si aluminum alloy: A review // Int. J. Emerg. Trends Eng. Develop. 2012. Iss. 2. Vol. 5. P. 574— 581.Rathod N.R., Manghani J.V. Effect of modifier and grain refiner on cast Al-7Si aluminum alloy: A review. Int. J. Emerg. Trends Eng. Develop. 2012. Iss. 2. Vol. 5. P. 574— 581.Lakhwinder S., Geetesh G., Rupinderpreet S. Review of the latest developments in grain refinement // Int. J. Modern Eng. Res. 2012. Vol. 2. Iss. 4. P. 2724—2727.Lakhwinder S., Geetesh G., Rupinderpreet S. Review of the latest developments in grain refinement. Int. J. Modern Eng. Res. 2012. Vol. 2. Iss. 4. P. 2724—2727.Никитин В.И., Никитин К.В. Научные принципы создания нового класса мелкокристаллических модификаторов для металлических расплавов // Теория и практика технологий производства изделий из композиционных материалов и новых металлических сплавов: Матер. IV междунар. конф. (Москва, 26—29 апр. 2005 г.). М.: Знание, 2005. С. 297—307.Nikitin V.I., Nikitin K.V. Nauchnye printsypy sozdaniya novogo klassa melkokristallicheskikh modifikatorov dlya modifitsirovaniya metallicheskikh rasplavov. In: Teoriya i praktika tekhnologii proizvodstva izdelii iz kompozitsionnykh materialov i novykh metallicheskikh splavov: Mater. IV mezhduynar. konf. [Scientific principles of creation of a new class of fine-crystalline modifiers for metal melts. In: Theory and practice of technologies of manufacturing of products from composite materials and new metal alloys: Mater. IV Int. conf. (Moscow, 26—29 April 2005)]. Moscow: Znanie, 2005. P. 297—307.Никитин В.И., Никитин К.В. Наследственность в литых сплавах. М.: Машиностроение-1, 2005.Nikitin V.I., Nikitin K.V. Nasledstvennost’ v litykh spla-vakh [Heredity in cast alloys]. Moscow: Mashinostroe-nie-1, 2005.Никитин К.В., Никитин В.И., Тимошкин И.Ю. Управление качеством литых изделий из алюминиевых сплавов на основе явления структурной наследственности. М.: Радуница, 2015.Nikitin K.V., Nikitin V.I., Timoshkin I.Yu. Upravlenie kachestvom litykh izdelii iz alyuminievykh splavov na osnove yavleniya strukturnoi nasledstvennosti [Quality control of cast products from aluminium alloys based on the phenomenon of structural heredity]. Moscow: Radunitsa, 2015.

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