ФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ РАСПЛАВОВ МЕТАЛЛОМАТРИЧНЫХ КОМПОЗИТОВ: СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ

Настоящий обзор посвящен известным теоретическим и экспериментальным результатам в области использования физических методов обработки расплавов при получении металломатричных композиционных материалов в условиях литейно-металлургических технологических процессов. Рассмотрены возможности, преимущества и недостатки различных способов физических воздействий с позиции их влияния на структурно-морфологические характеристики, физико-механические и эксплуатационные свойства литых композиционных материалов на основе алюминия и его сплавов. Представлена классификация и дано развернутое описание физических методов обработки расплавов при получении металломатричных композитов в зависимости от состояния расплава в ходе обработки (при плавке, заливке, кристаллизации) и по физическому принципу накладываемых воздействий (тепловые, электромагнитные, кавитационные, механические и др.). Изложены современные представления о закономерностях и механизмах влияния обработки расплава физическими методами на процессы структуро- и фазообразования металломатричных композитов в литом состоянии. С качественных и количественных позиций описаны известные к настоящему времени эффекты воздействия на их структуру, в частности связанные с изменением смачиваемости частиц, их распределения, дисперсности и морфологии, а также структурного состояния матричного материала. Систематизированы данные о свойствах металломатричных композитов, полученных с применением физических воздействий на расплав при плавке и кристаллизации. Показаны перспективы развития и практического применения физических воздействий на расплавы при получении металломатричных композитов на основе различных матричных материалов и систем армирования, включая эндогенно-, экзогенно- и комплексно-армированные композиционные материалы. Обсуждаются приоритетные направления теоретических исследований и экспериментальных разработок, раскрываются дискуссионные области и вопросы в области получения металломатричных композитов с применением физических воздействий на расплавы при плавке и кристаллизации. На основе системного анализа ключевых проблем, ограничивающих широкое промышленное использование физических методов обработки расплавов, предложены области будущих исследований в данном направлении.

1. Xue D., Balachandran P., Hogden J., Theiler J., Xue D., Lookman T. Accelerated search for materials with targeted properties by adaptive design. Nat. Commun. 2016. Vol. 7. Art. 11241. DOI: 10.1038/ncomms11241.

2. Srinivasan S., Broderick S. R., Zhang R., Mishra A., Sinnott S. B., Saxena S. K., LeBeau J. M., Rajan K. Mapping chemical selection pathways for designing multicomponent alloys: an informatics framework for materials design. Sci. Rep. 2015. Vol. 5. Art. 17960. DOI: 10.1038/ srep17960.

3. Vojtech D. Challenges for research and development of new aluminum alloys. Metalurgija. 2010. Vol. 49. No. 3. P. 181—185.

4. Mortensen A., Llorca J. Metal matrix composites. Annu. Rev. Mater. Res. 2010. Vol. 40. Iss. 1. P. 243—270. DOI: 10.1146/annurev-matsci-070909-104511.

5. Rohatgi P.K., Ajay Kumar P., Chelliah N.M., Rajan T.P.D. Solidification processing of cast metal matrix composites over the last 50 years and opportunities for the future. JOM. 2020. Vol. 72. No. 8. P. 2912—2926. DOI: 10.1007/ s11837-020-04253-x.

6. Mavhungu S.T., Akinlabi E.T., Onitiri M.A., Varachia F.M. Aluminum matrix composites for industrial use: Advances and trends. Procedia Manuf. 2017. Vol. 7. P. 178—182. DOI: 10.1016/j.promfg.2016.12.045.

7. Samal P., Vundavilli P.R., Meher A., Mahapatra M.M. Recent progress in aluminum metal matrix composites: A review on processing, mechanical and wear properties. J. Manuf. Process. 2020. Vol. 59. P. 131—152. DOI: 10.1016/j.jmapro.2020.09.010.

8. Sijo M.T., Jayadevan K.R. Analysis of stir cast aluminium silicon carbide metal matrix composite: A comprehensive review. Proc. Technol. 2016. Vol. 24. P. 379—385. DOI: 10.1016/j.protcy.2016.05.052.

9. Pramanik S., Cherusseri J., Baban N.S., Sowntharya L., Kar K.K. Metal matrix composites: Theory, techniques, and applications. In: Composite materials (Ed. Kar K.). Berlin, Heidelberg: Springer, 2017. Р.369—411. DOI: 10.1007/978-3-662-49514-8_11.

10. Singh L., Singh B., Saxena K.K. Manufacturing techniques for metal matrix composites (MMC): An overview. Adv. Mater. Process. Technol. 2020. Vol. 6. Iss. 2. P. 441—457. DOI: 10.1080/2374068X.2020.1729603.

11. Parikh V.K., Badheka V.J., Badgujar A.D., Ghetiya N.D. Fabrication and processing of aluminum alloy metal matrix composites. Mater. Manuf. Process. 2021. Vol. 36. Iss. 14. P. 1604—1617. DOI: 10.1080/10426914.2021.1914848.

12. Kandpal B.C., Kumar J., Singh H. Manufacturing and technological challenges in stir casting of metal matrix composites: A review. Mater. Today Proc. 2018. Vol. 5. Iss. 1. P. 5—10. DOI: 10.1016/j.matpr.2017.11.046.

13. Suthar J., Patel K.M. Processing issues, machining, and applications of aluminum metal matrix composites. Mater. Manuf. Process. 2018. Vol. 33. Iss. 5. P. 499—527. DOI: 10.1080/10426914.2017.1401713.

14. Madhukar P., Selvaraj N., Rao C.S.P., Mishra S.K. Fabrication of light weight metal matrix nanocomposites using ultrasonic cavitation process: A state of review. Mater. Sci. Forum. 2019. Vol. 969. P. 882—888. DOI: 10.4028/www. scientific.net/msf.969.882.

15. Jiao L., Zhao Y.T., Wang X.L., Wu Y., Yang S.N., Li K.N. The research progress of the in situ metal matrix composites. Key Eng. Mater. 2013. Vol. 575—576. P. 137—141. DOI: 10.4028/www.scientific.net/kem.575-576.137.

16. David Raja Selvam J., Dinaharan I., Vibin Philip S., Mashinini P.M. Microstructure and mechanical characterization of in situ synthesized AA6061/(TiB2 + Al2O3) hybrid aluminum matrix composites. J. Alloys Compd. 2018. Vol. 740. P. 529—535. DOI: 10.1016/j.jallcom. 2018.01.016.

17. Panfilov A., Prusov E. Current state and trends of development of aluminum matrix composite alloys. In: Proceedings of 22 nd International Conference on Metallurgy and Materials. (METAL 2013). 2013. P. 1195—1199.

18. Pramod S.L., Bakshi S.R., Murty B.S. Aluminum-based cast in situ composites: A review. J. Mater. Eng. Perform. 2015. Vol. 24. P. 2185—2207. DOI: 10.1007/s11665-015- 1424-2.

19. Prusov E.S., Panfilov A.A. Properties of cast aluminum-based composite alloys reinforced by endogenous and exogenous phases. Russ. Metall. (Met.). 2011. No. 7. P. 670—674. DOI: 10.1134/S0036029511070123.

20. Deev V.B., Prusov E.S., Kutsenko A.I. Theoretical and experimental evaluation of the effectiveness of aluminum melt treatment by physical methods. Metall. Ital. 2018. No. 2. P. 16—24.

21. Селянин И.Ф., Деев В.Б., Белов Н.А., Приходько О.Г., Пономарева К.В. Физические модифицирующие воздействия и их влияние на кристаллизацию литейных сплавов. Известия вузов. Цветная металлургия. 2015. No. 3. С. 56—59.

22. Deev V.B., Selyanin I.F., Kutsenko A.I., Belov N.A., Ponomareva K.V. Promising resource saving technology for processing melts during production of cast aluminum alloys. Metallurgist. 2015. Vol. 58. P. 1123—1127. DOI: 10.1007/s11015-015-0050-4.

23. Deev V., Prusov E., Rakhuba E. Physical methods of melt processing at production of aluminum alloys and composites: Opportunities and prospects of application. Mater. Sci. Forum. 2019. Vol. 946. P. 655—660. DOI: 10.4028/www.scientific.net/MSF.946.655.

24. Babu N.H., Fan Z., Eskin D.G. Application of external fields to technology of metal-matrix composite materials. TMS 2013 Annual Meeting. Henry B. Gonzalez Convention Center (San Antonio, Texas. 3—7 March 2013). TMS/Wiley. P. 1037—1044.

25. Djan E., Madam S.V., Babu N.H., Tamayo-Ariztondo J., Eskin D.G., Fan Z. Processing of Metal matrix composites under external fields and their application as grain refiner (Ed. Grandfield J.). Light Metals. 2014. P. 1401—1404.

26. Базин Ю.А., Курбатов В.Н., Баум Б.А. Рентгенографические исследования структуры ближнего порядка жидкого свинца. Расплавы. 1999. No. 1. С. 75—80.

27. Amati M., Balijepalli S.K., Mezzi A., Kaciulis S., Montanari R., Varone A. Temperature dependent phenomena in liquid LBE alloy. Mater. Sci. Forum. 2017. Vol. 884. P. 41— 52. DOI: 10.4028/www.scientific.net/msf.884.41.

28. Popel’ P.S., Sidorov V.E., Calvo-Dahlborg M., Dahlborg U., Molokanov V.V. Effect of heat treatment of a liquid alloy on its properties in the molten state and after amorphization. Russ. Metall. (Met.). 2021. No. 2. P. 88—101. DOI: 10.1134/S0036029521020208.

29. Чикова О.А., Вьюхин В.В., Цепелев В.С. Влияние перегрева расплава на литую структуру сплавов Al—Sn. Известия вузов. Цветная металлургия. 2021. No. 2. С. 40—48.

30. Deev V.B., Prusov E.S., Vdovin K.N., Bazlova T.A., Temlyantsev M.V. Influence of melting unit type on the properties of middle-carbon cast steel. ARPN J. Eng. Appl. Sci. 2018. Vol. 13. P. 998—1001.

31. Wang Q.L., Geng H.R., Zhuo M., Long F., Peng X. Effects of melt thermal rate treatment and modification of P and RE on hypereutectic Al—Si—Cu—Mg alloy. Mater. Sci. Technol. 2013. Vol. 29. P. 1233—1240. DOI: 10.1179/1743284713Y.0000000267.

32. Wang Q., Geng H., Zhang S., Jiang H., Zuo M. Effects of melt thermal-rate treatment on Fe-containing phases in hypereutectic Al—Si alloy. Metal. Mater. Trans. A. 2014. Vol. 45. P. 1621—1630. DOI: 10.1007/s11661-013-2081-4.

33. Wang Q., Zhang S., Zhang Z., Yan X., Geng H. Study of melt thermal-rate treatment and low-temperature pouring on Al—15%Si alloy. JOM. 2013. Vol. 65. No. 8. P. 958—966. DOI: 10.1007/s11837-013-0657-5.

34. Deev V., Prusov E., Ri E., Prihodko O., Smetanyuk S., Chen X., Konovalov S. Effect of melt overheating on structure and mechanical properties of Al—Mg—Si cast alloy. Metals. 2021. Vol. 11. No. 9. Art. 1353. DOI: 10.3390/met11091353.

35. Chen H., Jie J., Fu Y., Ma H., Li T. Grain refinement of pure aluminum by direct current pulsed magnetic field and inoculation. Trans. Nonferr. Met. Soc. China. 2014. Vol. 24. Iss. 5. P. 1295—1300. DOI: 10.1016/S1003-6326(14)63191-5.

36. Zhang Y., Cheng X., Zhong H., Xu Z., Li L., Gong Y., Miao X., Song C., Zhai Q. Comparative study on the grain refinement of Al—Si alloy solidified under the impact of pulsed electric current and travelling magnetic field. Metals. 2016. Vol. 6. No. 7. Art. 170. DOI: 10.3390/met6070170.

37. Тимошкин И.Ю., Никитин К.В., Никитин В.И., Деев В.Б. Влияние обработки расплавов электромагнитными акустическими полями на структуру и свойства сплавов системы Al—Si. Известия вузов. Цветная металлургия. 2016. No. 3. С. 28—33.

38. Arkulis M., Logunova O., Dolgushin D. Influence of magnetic field on formation of short range order regions in liquid metals: Fluctuation hypothesis. Key Eng. Mater. 2018. Vol. 777. P. 316—321. DOI: 10.4028/www.scientific. net/kem.777.316.

39. Deev V., Ri E., Prusov E. Mechanism of influence of nanosecond electromagnetic pulses on crystallization behavior of aluminum alloys. In: Proceedings of 27-th International Conference on Metallurgy and Materials. Ostrava: Tanger Ltd., 2018. P. 1363—1369.

40. Zhang Y., Rabiger D., Willers B., Eckert S. The effect of pulsed electrical currents on the formation of macrosegregation in solidifying Al—Si hypoeutectic phases. Int. J. Cast Metal. Res. 2016. Vol. 30. P. 13—19. DOI: 10.1080/13640461.2016.1174455.

41. Gromov V.E., Ivanov Yu.F., Stolboushkina O.A., Konovalov S.V. Dislocation substructure evolution on Al creep under the action of the weak electric potential. Mater. Sci. Eng. A. 2010. Vol. 527. Iss. 3. P. 858—861. DOI: 10.1016/j. msea.2009.10.045.

42. Zuev L.B., Danilov V.I., Konovalov S.V., Filip’Ev R.A., Gromov V.E. Influence of contact potential difference and electric potential on the microhardness of metals. Phys. Solid State. 2009. Vol. 51. Iss. 6. P. 1137—1141. DOI: 10.1134/S1063783409060092.

43. Wang X.J., Luo X.X., Cong F.G., Cui J.Z. Research progress of microstructure control for aluminium solidification process. Chin. Sci. Bull. 2013. Vol. 58. No. 4-5. P. 468— 473. DOI: 10.1007/s11434-012-5585-1.

44. Zhao Z., Liu Y., Liu L. Grain refinement induced by a pulsed magnetic field and synchronous solidification. Mater. Manuf. Process. 2011. Vol. 26. Iss. 9. P. 1202—1206. DOI: 10.1080/10426914.2011.564251.

45. Deev V., Ri E., Prusov E., Ermakov M., Slavinskaya N. Structure formation of cast Al—Mg—Si alloys during the melts irradiation with nanosecond electromagnetic pulses. IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 2020. Vol. 1001. Art. 012054. DOI: 10.1088/1757-899X/1001/1/012054.

46. Kaldre I., Bojarevičs A. Electromagnetic contactless method for metal matrix composite production. Magnetohydrodynamics. 2020. Vol. 56. No. 2-3. P. 325—331. DOI: 10.22364/mhd.56.2-3.24.

47. Zhang L., Li W., Yao J.P., Qiu H. Effects of pulsed magnetic field on microstructures and morphology of the primary phase in semisolid A356 Al slurry. Mater. Lett. 2012. Vol. 66. Iss. 1. P. 190—192. DOI: 10.1016/j.matlet. 2011.08.001.

48. Bai Q.-W., Ma Y.-L., Xing S.-Q., Feng Y.-F., Bao X.-Y., Yu W.-X. Refining of a DC-casting aluminum alloy structure using surface electromagnetic pulsing. Gongcheng Kexue Xuebao/Chin. J. Eng. 2017. Vol. 39. Iss. 12. P. 1828— 1834. DOI: 10.13374/j.issn2095-9389.2017.12.008.

49. Liotti E., Lui A., Vincent R., Kumar S., Guo Z., Connolley T., Dolbnya I.P., Hart M., Arnberg L., Mathiesen R.H., Grant P.S. A synchrotron X-ray radiography study of dendrite fragmentation induced by a pulsed electromagnetic field in an Al—15Cu alloy. Acta Mater. 2014. Vol. 70. P. 228—239. DOI: 10.1016/j.actamat.2014.02.024.

50. Bai Q., Wang J., Xing S., Ma Y., Bao X. Crystal orientation and crystal structure of paramagnetic α-Al under a pulsed electromagnetic field. Sci. Rep. 2020. Vol. 10. Art. 10603. DOI: 10.1038/s41598-020-67352-4.

51. Gong Y.-Y., Luo J., Jing J.-X., Xia Z.-Q., Zhai Q.-J. Structure refinement of pure aluminum by pulse magneto-oscillation. Mater. Sci. Eng. A. 2008. Vol. 497. Iss. 1-2. P. 147— 152. DOI: 10.1016/j.msea.2008.06.027.

52. Zi B.-T., Ba Q.-X., Cui J.-Z., Bai Y.-G., Na X.-J. Effect of strong pulsed electromagnetic field on metal’s solidified structure. Wuli Xuebao/Acta Phys. Sin. 2000. Vol. 49. Iss. 5. P. 1013—1014.

53. Ban C.Y., Cui J.Z., Ba Q.X., Lu G.M., Zhang B.J. Influence of pulsed magnetic field on microstructure and macro-segregation in 2024 Al-alloy. Acta Metall. Sin. (Engl. Lett.). 2002. Vol. 15. No. 4. P. 380—384.

54. Вдовин К.Н., Дубский Г.А., Деев В.Б., Егорова Л.Г., Нефедьев А.А., Прусов Е.С. Влияние магнитного поля на структурообразование при кристаллизации и физико-механические свойства алюминиевых сплавов. Известия вузов. Цветная металлургия. 2019. No. 2. С. 51—57.

55. Zhang L., Zhan W., Jin F., Zhou Q. Microstructure and properties of A357 aluminium alloy treated by pulsed magnetic field. Mater. Sci. Technol. 2018. Vol. 34. Iss. 6. P. 698—702. DOI: 10.1080/02670836.2017.1410925.

56. Eskin D.G. Ultrasonic processing of molten and solidifying aluminium alloys: overview and outlook. Mater. Sci. Technol. 2017. Vol. 33. Iss. 6. P. 636—645. DOI: 10.1080/02670836.2016.1162415.

57. Sardar S., Karmakar S.K., Das D. Ultrasonic cavitation based processing of metal matrix nanocomposites: An overview. Adv. Mat. Res. 2014. Vol. 1042. P. 58—64. DOI: 10.4028/www.scientific.net/amr.1042.58.

58. Liu Z., Xie M., Liu X.M. Microstructure and properties of in situ Al—Si—Mg2Si composite prepared by melt superheating. Appl. Mech. Mater. 2011. Vol. 52. P. 750— 754. DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMM.52-54.750.

59. Wang F., Eskin D., Mi J., Connolley T., Lindsay J., Mounib M. A refining mechanism of primary Al3Ti intermetallic particles by ultrasonic treatment in the liquid state. Acta Mater. 2016. Vol. 116. P. 354—363. DOI: 10.1016/j. actamat.2016.06.056.

60. Wang H.M., Zhao B., He Y.Q., Zhao Y.N., Li G.R., Zhang Z. Effect of electromagnetic stirring on microstructure of in situ synthesized (Al2O3 + Al3Zr)P/Al composites. Adv. Mat. Res. 2011. Vol. 284-286. P. 94—97. DOI: 10.4028/ www.scientific.net/amr.284-286.94.

61. Vorozhtsov S., Kudryashova O., Promakhov V., Dammer V., Vorozhtsov A. Theoretical and experimental investigations of the process of vibration treatment of liquid metals containing nanoparticles. JOM. 2016. Vol. 68. P. 3094—3100. DOI: 10.1007/s11837-016-2147-z.

62. Прусов Е.С., Панфилов А.А., Кечин В.А. Роль порошковых прекурсоров при получении композиционных сплавов жидкофазными методами. Известия вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. 2016. No. 2. С. 47—58.

63. Malaki M., Fadaei Tehrani A., Niroumand B., Gupta M. Wettability in metal matrix composites. Metals. 2021. Vol. 11. No. 7. Art. 1034. DOI: 10.3390/met11071034.

64. Cong X., Shen P., Wang Y., Jiang Q. Wetting of polycrystalline SiC by molten Al and Al—Si alloys. Appl. Surf. Sci. 2014. 317. P. 140—146. DOI: 10.1016/j.apsusc.2014.08.055.

65. Carotenuto G., Gallo A., Nicolais L. Degradation of SiC particles in aluminium-based composites. J. Mater. Sci. 1994. Vol. 29. P. 4967—4974.

66. Nordin N.A., Abubakar T.A., Hamzah E., Farahany S., Ourdjini A. Effect of superheating melt treatment on Mg2Si particulate reinforced in Al—Mg2Si—Cu in situ composite. Procedia Eng. 2017. Vol. 184. P. 595—603. DOI: 10.1016/j.proeng.2017.04.144.

67. Qin Q.D., Zhao Y.G., Liang Y.H., Zhou W. Effects of melt superheating treatment on microstructure of Mg2Si/ Al—Si—Cu composite. J. Alloys Compd. 2005. Vol. 399. Iss. 1-2. P. 106—109. DOI: 10.1016/j.jallcom.2005.03.015.

68. Li Y., Shang H., Ma B., Guo X., Li R., Li G. The effect of temperature and sputtered particles on the wettability of Al/Al2O3. Materials. 2021. Vol. 14. No. 9. Art. 2110. DOI: 10.3390/ma14092110.

69. Lamouri S., Hamidouche M., Bouaouadja N., Belhouchet H., Garnier V., Fantozzi G., Trelkat J.F. Control of the γ-alumina to α-alumina phase transformation for an optimized alumina densification. Bol. Soc. Esp. Ceram. Vidr. 2017. Vol. 56. Iss. 2. P. 47—54. DOI: 10.1016/j.bsecv.2016.10.001.

70. Casati R., Vedani M. Metal Matrix Composites Reinforced by Nano-particles: A Review. Metals. 2014. Vol. 4. No. 1. P. 65—83. DOI: 10.3390/met4010065.

71. Liotti E., Lui A., Vincent R., Kumar S., Guo Z., Connolley T., Dolbnya I.P., Hart M., Arnberg L., Mathiesen R.H., Grant P.S. A synchrotron X-ray radiography study of dendrite fragmentation induced by a pulsed electromagnetic field in an Al—15Cu alloy. Acta Mater. 2014. Vol. 70. P. 228—239. DOI: 10.1016/j.actamat.2014.02.024.

72. Agrawal S., Ghose A.K., Chakrabarty I. Effect of rotary electromagnetic stirring during solidification of in situ Al—TiB2 composites. Mater. Design. 2017. Vol. 113. P. 195—206. DOI: 10.1016/j.matdes.2016.10.007.

73. Watson I.G., Forster M.F., Lee P.D., Dashwood R.J., Hamilton R.W., Chirazi A. Investigation of the clustering behaviour of titanium diboride particles in aluminium. Compos. Pt. A. Appl. Sci. Manuf. 2005. Vol. 36. Iss. 9. P. 1177—1187. DOI: 10.1016/j.compositesa.2005.02.003.

74. Youssef Y.M., Dashwood R.J., Lee P.D. Effect of clustering on particle pushing and solidification behaviour in TiB2 reinforced aluminium PMMCs. Compos. Pt. A. Appl. Sci. Manuf. 2005. Vol. 36. Iss. 6. P. 747—763. DOI: 10.1016/j. compositesa.2004.10.027.

75. Han Y.F., Shu D., Jin L., Wang J., Sun B.D. Microstructure and grain refining performance of a rapidly solidified Al—5Ti—1B master alloy. Mater. Sci. Forum. 2007. Vol. 546-549. P. 755—760. DOI: 10.4028/www.scientific. net/msf.546-549.755.

76. Zhong L.-H., Zhao Y.-T., Zhang S.-L., Chen G., Chen S., Liu Y.-H. Microstructure and mechanical properties of in situ TiB2/7055 composites synthesized by direct magnetochemistry melt reaction. Trans. Nonferr. Met. Soc. China. 2013. Vol. 23. Iss. 9. P. 2502—2508. DOI: 10.1016/ S1003-6326(13)62761-2.

77. Zhao Y.-T., Zhang S.-L., Chen G. Aluminum matrix composites reinforced by in situ Al2O3 and Al3Zr particles fabricated via magnetochemistry reaction. Trans. Nonferr. Met. Soc. China. 2010. Vol. 20. Iss. 11. P. 2129—2133. DOI: 10.1016/S1003-6326(09)60429-5.

78. Du Y.-H., Zhang P., Zhang W.-Y., Wang Y.-J. Distribution of SiC particles in semisolid electromagnetic-mechanical stir-casting Al—SiC composite. China Foundry. 2018. Vol. 15. P. 351—357. DOI: 10.1007/s41230-018-8086-2.

79. Zhang P., Zhang W., Du Y., Wang Y. High-performance Al—1.5wt.%Si—Al2O3 composite by vortex-free highspeed stir casting. J. Manuf. Process. 2020. Vol. 56. P. 1126—1135. DOI: 10.1016/j.jmapro.2020.06.016.

80. Eskin G.I., Eskin D.G. Ultrasonic melt treatment of light alloy melts. 2nd ed. Boca Raton, FL, CRC Press, 2014.

81. Eskin G.I. Improvement of the structure and properties of ingots and worked aluminum alloy semifinished products by melt ultrasonic treatment in a cavitation regime. Metallurgist. 2010. Vol. 54. Iss. 7-8. P. 505—513. DOI: 10.1007/s11015-010-9331-0.

82. Huang K., Jiang R., Li X., Zhang L., Li Z., Li R. Effects of high-intensity ultrasound on microstructure and mechanical property of in situ TiB2 /2A14 composites. Metals. 2019. Vol. 9. Art. 1210. DOI: 10.3390/met9111210.

83. Chen D., Zhao Y., Li G., Zheng M., Chen G. Mechanism and kinetic model of in situ TiB2 /7055Al nanocomposites synthesized under high intensity ultrasonic field. J. Wuhan Univ. Technol. Mater. Sci. 2011. Vol. 26. Iss. 5. P. 920—925. DOI: 10.1007/s11595-011-0337-7.

84. Choi H., Jones M., Konishi H., Li X. Effect of combined addition of Cu and aluminum oxide nanoparticles on mechanical properties and micro-structure of Al— 7Si—0.3Mg alloy. Metall. Mater. Trans. A. 2012. Vol. 43. P. 738—746. DOI: 10.1007/s11661-011-0905-7.

85. Christy Roshini P., Nagasivamuni B., Raj B., Ravi K.R. Ultrasonic-assisted synthesis of graphite-reinforced Al matrix nanocomposites. J. Mater. Eng. Perform. 2015. Vol. 24. P. 2234—2239. DOI: 10.1007/s11665-015-1491-4.

86. Su H., Gao W., Feng Z., Lu Z. Processing, microstructure and tensile properties of nano-sized Al2O3 particle reinforced aluminum matrix composites. Mater. Des. 2012. Vol. 36. P. 590—596. DOI: 10.1016/j.matdes.2011.11.064.

87. Padhi P., Dash B. N., Mohanty P., Satapathy B. K., Kar S. Synthesis of bulk metal matrix nanocomposites by full cavitation solidification method. Key Eng. Mater. 2013. Vol. 545. P. 193—196. DOI: 10.4028/www.scientific.net/ KEM.545.193.

88. Nampoothiri J., Raj B., Ravi K.R. Effect of ultrasonic treatment on microstructure and mechanical property of in situ Al/2TiB2 particulate composites. Mater. Sci. Forum. 2015. Vol. 830-831. P. 463—466. DOI: 10.4028/ www.scientific.net/MSF.830-831.463.

89. Mirihanage W., Xu W., Tamayo-Ariztondo J., Eskin D., Garcia-Fernandez M., Srirangam P., Lee P. Synchrotron radiographic studies of ultrasonic melt processing of metal matrix nano composites. Mater. Lett. 2016. Vol. 164. P. 484—487. DOI: 10.1016/j.matlet.2015.11.022.

90. Afkhami M., Hassanpour A., Fairweather M., Njobuenwu D.O. Reynolds number effects on particle agglomeration in turbulent channel flow. Comput. Aided Chem. Eng. 2014. Vol. 33. P. 967—972. DOI: 10.1016/B978-0-444- 63456-6.50162-9.

91. Liu X., Jia S., Nastac L. Ultrasonic cavitation-assisted molten metal processing of cast A356-nanocomposites. Int. J. Metalcast. 2014. Vol. 8. P. 51—58. DOI: 10.1007/ BF03355591.

92. Jia S., Allison P.G., Rushing T.W., Nastac L. Ultrasonic processing of 6061-based nanocomposites for high performance applications. In: Advances in the science and engineering of casting solidification (Eds. Nastac L. et al.). Springer, 2015. DOI: 10.1007/978-3-319-48117-3_5.

93. Gao Q., Wu S., Lu S., Xiong X., Du R., An P. Improvement of particles distribution of in situ 5 vol.% TiB2 particulates reinforced Al—4.5Cu alloy matrix composites with ultrasonic vibration treatment. J. Alloys Compd. 2017. Vol. 692. P. 1—9. DOI: 10.1016/j.jallcom.2016.09.013.

94. Paul T., Zhang C., Boesl B., Agarwal A. Correlations to predict microstructure and mechanical properties of ultrasonically cast metal matrix nanocomposites as a function of treatment time. Adv. Eng. Mater. 2020. Vol. 22. Iss. 10. Art. 2000413. DOI: 10.1002/adem.202000413.

95. Yuan D., Hu K., Lü S., Wu S., Gao Q. Preparation and properties of nano-SiCp/A356 composites synthesised with a new process. Mater. Sci. Technol. 2018. Vol. 34. Iss. 12. P. 1415—1424. DOI: 10.1080/02670836.2018. 1458479.

96. Poovazhagan L., Kalaichelvan K., Balaji V.R., Ganesh P., Kali Avudaiappan A. Development of AA6061/SiCp metal matrix composites by conventional stir casting and ultrasonic assisted casting routes: A comparative study. Adv. Mat. Res. 2014. Vol. 984-985. P. 384—389. DOI: 10.4028/ www.scientific.net/AMR.984-985.384.

97. Sillekens W.H., Jarvis D. J., Vorozhtsov A., Bojarevics V., Badini C.F., Pavese M., Terzi S., Salvo L., Katsarou L., Dieringa H. The ExoMet Project: EU/ESA Research on high-performance light-metal alloys and nanocomposites. Metall. Mater. Trans. A. 2014. Vol. 45A. P. 3349— 3361. DOI: 10.1007/s11661-014-2321-2.

98. Mounib M., Pavese M., Badini C., Lefebvre W., Dieringa H. Reactivity and microstructure of Al2O3-reinforced magnesium matrix composites. Adv. Mater. Sci. Eng. 2014. No. 476079. P. 1-6. DOI: 10.1155/2014/476079.

99. Daudin R., Terzi S., Lhuissier P., Salvo L., Boller E. Remelting and solidification of a 6082 Al alloy containing submicron yttria particles: 4D experimental study by in situ X-ray microtomography. Mater. Des. 2015. Vol. 87. P. 313—317. DOI: 10.1016/j.matdes.2015.07.141.

100. Zhang W.-Q., Lou C.-S. Numerical model and experimental observation for distribution of SiCp in electromagnetic-centrifugally cast composites. Trans. Nonferrous Met. Soc. China. 2010. Vol. 20. Iss. 5. P. 870—876. DOI: 10.1016/S1003-6326(09)60228-4.

101. Wang G., Wang Q., Easton M.A., Dargusch M.S., Qian M., Eskin D.G., StJohn D.H. Role of ultrasonic treatment, inoculation and solute in the grain refinement of commercial purity aluminium. Sci. Rep. 2017. Vol. 7. Art. 9729. DOI: 10.1038/s41598-017-10354-6.