Доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой технологии металлургии и литейных процессов.
455000, Магнитогорск, пр-т Ленина, 38
Dr. Sci. (Tech.), Prof., Head of Department of the technology of metallurgy and casting processes.
455000, Magnitogorsk, Lenina av., 38
Кандидат физико-математических наук, доцент кафедры физики МГТУ им. Г.И. Носова.
455000, Магнитогорск, пр-т Ленина, 38
Cand. Sci. (Phys.-Math.), Associate prof., Department of physics, MSTU.
455000, Magnitogorsk, Lenina av., 38
Доктор технических наук, профессор факультета машиностроения и автоматизации Уханьского ТУ, профессор кафедры литейных технологий и художественной обработки материалов НИТУ«МИСиС».
Textile Road 1, Hongshan District, Wuhan, 430073; 119049, Москва, Ленинский пр-т, 4
Dr. Sci. (Tech.), Professor of School of Mechanical Engineering and Automation of Wuhan TU, Professor of Department of foundry technologies and art processing materials, NUST «MISIS».
Textile Road 1, Hongshan District, Wuhan, 430073, P.R. China;119049, Moscow, Leninskii pr., 4
Кандидат технических наук, доцент кафедры вычислительной техники и прикладной математики МГТУ им. Г.И. Носова.
455000, Магнитогорск, пр-т Ленина, 38
Cand. Sci. (Tech.), Associate prof., Department of computer science and applied mathematics, MSTU.
455000, Magnitogorsk, Lenina av., 38
Кандидат технических наук, доцент кафедры физики МГТУ им. Г.И. Носова.
455000, Магнитогорск, пр-т Ленина, 38
Cand. Sci. (Tech.), Associate prof., Department of physics, MSTU.
455000, Magnitogorsk, Lenina av., 38
Кандидат технических наук, доцент кафедры технологии функциональных и конструкционных материалов.
600000, Владимир, ул. Горького, 87
Cand. Sci. (Tech.), Associate prof., Department of technology of functional and structural materials.
600000, Vladimir, Gorky str., 87
Представлены результаты исследований структуры и механических свойств литейных алюминиевых сплавов А356.0 и А413.1, подвергнутых воздействию импульсного магнитного поля разной насыщенности в период кристаллизации. В ходе экспериментов установлено, что образцы содержат в своем составе по две фазы, которые кристаллизуются в определенных температурных интервалах и не изменяются даже при наложении на кристаллизующийся расплав магнитного поля. Определены градиент температуры между стенкой кристаллизатора и наружной стенкой тигля для обоих сплавов, который варьируется в пределах от 14,3 до 16,0 °С/мм, а также время кристаллизации каждой фазы. Используя теплофизические подходы, найдена линейная скорость кристаллизации обоих сплавов. Показано, что с уменьшением градиента температуры она уменьшается, при этом время кристаллизации фаз увеличивается. Выявлено, что магнитное поле изменяет распределение дендритов по объему сплавов А356.0 и А413.1, а также их размеры и ориентацию в плоскости шлифа. С увеличением амплитуды индукции магнитного поля образуется более тонкая структура в a-фазе сплава, равномерно заполняющая плоскость шлифа, и это отражается на его механических свойствах. Твердость исследуемых с ростом амплитуды индукции импульсного магнитного поля возрастает для обоих сплавов на 8—10 % за счет измельчения дендритной структуры и более равномерного распределения дендритов a-твердого раствора по объему кристаллизующегося слитка. Кроме того, магнитное поле влияет на предел прочности при растяжении и практически не изменяет величину относительного удлинения при одноосном растяжении образцов литейных алюминиевых сплавов А356.0 и А413.1.
The paper presents an investigation of the structure and mechanical properties of A356.0 and A413.1 cast aluminum alloys subjected to a pulsed magnetic field of different saturation during crystallization. It was established during experiments that samples contain in their composition two phases that crystallize at certain temperature intervals and do not change even when magnetic field is applied to the crystallizing melt. A temperature gradient was found between the mold wall and the outer wall of the crucible for both alloys, which varies between <14,3 and 16,0 °C/mm, as well as the crystallization time of each phase. Using thermophysical approaches, a linear crystallization rate was found for both alloys. It was determined that it decreases with decreasing temperature gradient, while the crystallization time of phases increases. It was found that the magnetic field changes the distribution of dendrites over the volume of A356.0 and A413.1 alloys, as well as their dimensions and orientation in the section plane. With an increase in the magnetic field induction amplitude, a finer structure is formed in the а-phase of the alloy, which uniformly fills the section plane, and this is reflected in its mechanical properties. The hardness of the investigated alloys increases with an increase in the amplitude of the pulsed magnetic field induction by approximately 8—10 % for both alloys due to the refinement of the dendritic structure and a more even distribution of а-solid solution dendrites over the volume of the crystallizing sample. In addition, the magnetic field affects the ultimate tensile strength, and practically does not change the value of relative elongation under uniaxial tension of the investigated A356.0 and A413.1 alloys.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.